(Tin tức Nanowerk) Đã có tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực điện toán lượng tử. Những công ty lớn trên toàn cầu, như Google và IBM, đã cung cấp các dịch vụ điện toán lượng tử dựa trên đám mây. Tuy nhiên, máy tính lượng tử vẫn chưa thể giải quyết các vấn đề xảy ra khi máy tính tiêu chuẩn đạt đến giới hạn về năng lực vì sự sẵn có của qubit hoặc bit lượng tử, tức là đơn vị cơ bản của thông tin lượng tử, vẫn chưa đủ. Một trong những lý do cho điều này là các qubit trần không được sử dụng ngay lập tức để chạy thuật toán lượng tử. Trong khi các bit nhị phân của máy tính thông thường lưu trữ thông tin dưới dạng giá trị cố định là 0 hoặc 1, thì qubit có thể biểu thị 0 và 1 cùng một lúc, mang lại xác suất về giá trị của chúng. Điều này được gọi là sự chồng chất lượng tử. Điều này khiến chúng rất dễ bị ảnh hưởng bởi những tác động từ bên ngoài, đồng nghĩa với việc thông tin chúng lưu trữ có thể dễ dàng bị mất. Để đảm bảo máy tính lượng tử cung cấp kết quả đáng tin cậy, cần phải tạo ra sự vướng víu thực sự để kết hợp một số qubit vật lý với nhau để tạo thành một qubit logic. Nếu một trong các qubit vật lý này bị lỗi thì các qubit khác sẽ giữ lại thông tin. Tuy nhiên, một trong những khó khăn chính cản trở sự phát triển của máy tính lượng tử chức năng là cần có số lượng lớn qubit vật lý.
Ưu điểm của phương pháp dựa trên photon
Nhiều khái niệm khác nhau đang được sử dụng để làm cho tính toán lượng tử trở nên khả thi. Ví dụ, các tập đoàn lớn hiện đang dựa vào các hệ thống chất rắn siêu dẫn, nhưng chúng có nhược điểm là chúng chỉ hoạt động ở nhiệt độ gần bằng không tuyệt đối. Mặt khác, khái niệm quang tử hoạt động ở nhiệt độ phòng. Các photon đơn lẻ thường đóng vai trò là qubit vật lý ở đây. Những photon này, theo một nghĩa nào đó, là những hạt ánh sáng cực nhỏ, vốn hoạt động nhanh hơn các qubit ở trạng thái rắn, nhưng đồng thời, lại dễ bị mất đi hơn. Để tránh tổn thất qubit và các lỗi khác, cần phải ghép một số xung ánh sáng photon đơn lẻ lại với nhau để tạo nên một qubit logic – như trong trường hợp của phương pháp dựa trên chất siêu dẫn.Một qubit có khả năng sửa lỗi vốn có
Các nhà nghiên cứu của Đại học Tokyo cùng với các đồng nghiệp từ Đại học Johannes Gutenberg Mainz (JGU) ở Đức và Đại học Palacký Olomouc ở Cộng hòa Séc gần đây đã trình diễn một phương pháp mới để chế tạo một máy tính lượng tử quang tử. Thay vì sử dụng một photon đơn lẻ, đội nghiên cứu đã sử dụng xung ánh sáng tạo ra bằng laser có thể bao gồm nhiều photon.
Việc tạo ra “trạng thái mèo Schrödinger” quang tử - nói cách khác là sự chồng chất lượng tử của các trạng thái biên độ xung laser có thể phân biệt được ở quy mô vĩ mô (mèo trắng hoặc mèo đen) - chỉ có thể đạt được bằng cách sử dụng các kỹ thuật quang học lượng tử tiên tiến nhất và đã được chứng minh là có thể thực hiện được. Trong thí nghiệm hiện tại là chủ đề của bài nghiên cứu, việc mở rộng thí nghiệm này sang ba trạng thái (mèo trắng, xám và đen) đã được chứng minh là khả thi. Do đó, trạng thái ánh sáng này tiếp cận trạng thái lượng tử logic trong đó về nguyên tắc, các lỗi có thể được sửa chữa một cách phổ biến. (Hình ảnh: Peter van Loock) Giáo sư Peter van Loock của Đại học Mainz cho biết: “Xung laser của chúng tôi đã được chuyển đổi sang trạng thái quang học lượng tử mang lại cho chúng tôi khả năng vốn có để sửa lỗi”. “Mặc dù hệ thống chỉ bao gồm một xung laser và do đó rất nhỏ, nhưng về nguyên tắc, nó có thể loại bỏ lỗi ngay lập tức.” Do đó, không cần thiết phải tạo ra các photon riêng lẻ dưới dạng qubit thông qua nhiều xung ánh sáng và sau đó để chúng tương tác dưới dạng qubit logic. Van Loock nói thêm: “Chúng tôi chỉ cần một xung ánh sáng duy nhất để có được một qubit logic mạnh mẽ”. Nói cách khác, một qubit vật lý đã tương đương với một qubit logic trong hệ thống này – một khái niệm đáng chú ý và độc đáo. Tuy nhiên, qubit logic được sản xuất thử nghiệm tại Đại học Tokyo vẫn chưa đủ chất lượng để cung cấp mức độ chấp nhận lỗi cần thiết. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rõ ràng rằng có thể biến đổi các qubit không thể hiệu chỉnh được trên toàn cầu thành các qubit có thể hiệu chỉnh được bằng cách sử dụng các phương pháp quang lượng tử cải tiến nhất. Các kết quả nghiên cứu tương ứng đã được công bố trên Khoa học (“Qubit không có qubit”). Chúng dựa trên sự hợp tác khoảng 20 năm trước giữa nhóm thực nghiệm của Akira Furusawa ở Nhật Bản và nhóm lý thuyết của Peter van Loock ở Đức.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64576.php
