Máy tính lượng tử là gì và con người đã phát triển công nghệ này đến đâu?
ndminhduc
6 nămBình luận: 97
Máy tính lượng tử là gì và con người đã phát triển công nghệ này đến đâu?
Máy tính lượng tử hứa hẹn sẽ tạo nên một cuộc cách mạng trong thế giới kỹ thuật số. Tuy nhiên, con người sẽ khai thác năng lượng từ cơ học lượng tử như thế nào? Đó còn là câu hỏi không chỉ dành cho các bạn mà còn là mối quan tâm của các nhà nghiên cứu và hãng sản xuất máy tính. Vật thật sự thì máy tính lượng tử là gì và công nghệ này đã phát triển tới đâu? Bài viết này sẽ chia sẻ với các bạn một số thông tin nhằm trả lời cho các thắc mắc nói trên.

Điện toán lượng tử là gì?


Các hệ vật thể lượng tử có thể tồn tại tại nhiều trạng thái khác nhau cùng một lúc và được gọi là trạng thái chồng chập lẫn nhau. Ý tưởng máy tính lượng tử được đề xuất lần đầu tiên vào năm 1980 bởi nhà toán học người Đức gốc Nga Yuri Manin bằng cách sử dụng các hiệu ứng chồng chập và vướng víu lượng tử để thực hiện các tính toán trên dữ liệu đưa vào.

Khác với máy tính kỹ thuật số dựa trên tranzitor đòi hỏi cần phải mã hóa dữ liệu thành các chữ số nhị phân, mỗi số được gán cho 1 trong 2 trạng thái nhất định là 0 hoặc 1, tính toán lượng tử sử dụng các bit lượng tử ở trong trạng thái chồng chập để tính toán. Điều này có nghĩa là 1 bit lượng tử (đơn vị cơ bản của thông tin trong điện toán, viết tắt là qubit) có thể có giá trị 0 và 1 ở cùng 1 thời điểm.

I13-11-qbit.jpg

Việc đánh giá giá trị của qubit được thể hiện qua thí nghiệm đồng xu của David Deutsch và Richard Jozsa, hai nhà tiên phong trong lĩnh vực tính toán lượng tử. Thông thường, để xem hai mặt của một đồng xu ta phải lật nó lại. Như vậy là mất hai bước. Trong khi đó, Deutsch và Jozsa dùng tính toán lượng tử để cùng lúc xem cả hai mặt của một đồng xu (giả tưởng) sau khi nó được tung lên. Một qubit sẽ là sự kết hợp bình quân giữa mặt sấp và mặt ngửa.

Về mặt lý thuyết, một máy tính có nhiều qubit có khả năng xử lý một lượng tác vụ vô cùng lớn như tính toán số học hoặc thực hiện tìm kiếm trong cơ sở dữ liệu cực lớn trong thời gian nhanh hơn nhiều so với các máy tính thông thường. Một máy tính lượng tử còn có thể giải quyết cực nhanh những vấn đề phức tạp mà các siêu máy tính hiện nay dù mất hàng triệu năm vẫn không tìm ra được lời giải đáp.

Thậm chí, một máy tính lượng tử có khả năng giải được các vấn đề phức tạp nhanh hơn so với máy tính cổ điển sử dụng thuật toán tốt nhất hiện nay, điển hình như thuật toán Shor để phân tích số tự nhiên thành số nguyên tố hoặc thuật toán Simon.

Đã có ai chế tạo ra máy tính lượng tử hay chưa?

D-Wave.jpg

Trên thực tế, nhiều phòng thí nghiệm trên khắp thế giới đã chế tạo ra các thiết bị có khả năng thực hiện các phép tính lượng tử trên một số nhỏ qubit. Tuy nhiên, thậm chí các nhà nghiên cứu đã mất một thời gian dài mà vẫn chưa tạo ra được các thiết bị mạnh tương đương máy tính bỏ túi. Thành công ấn tượng nhất là phân tích số 21 ra thành 2 thừa số là 7 và 3.

Và rồi vào năm 2007, công ty D-Wave tại Canada đã công bố chiếc máy tính lượng tử đầu tiên có khả năng thương mại hóa đầu tiên mang tên D-Wave One. Theo mô tả từ D-Wave thì đây là cỗ máy tính lượng tử sử dụng tiến trình "phép tôi luyện lượng tử" với hệ thống 128 qubits. Số qubit này phân thành 16 ngăn, mỗi ngăn 8 qbits và được tạo ra bởi các vòng siêu dẫn.

Tiếp theo, D-Wave cho ra đời phiên bản thứ 2 của máy tính lượng tử mang tên D-Wave 2. Đó là một chiếc hộp đen cao 3 mét, bên trong chứa con chip máy tính niobium được làm lạnh ở -273 độ C. Theo lý thuyết, D-Wave có khả năng giải quyết được những vấn đề mà các siêu máy tính phải mất vài thế kỷ mới làm được trên nhiều lĩnh vực, từ mật mã tới công nghệ nano, từ dược phẩm tới trí thông minh nhân tạo.

D-Wave có rất ít các khách hàng do tính rủi ro của dự án và cái giá quá đắt: từ 10 đến 15 triệu đô la. Chủ yếu chỉ có những tổ chức chính phủ, quốc phòng,... nhằm tiến hành thực nghiệm lẫn nghiên cứu lý thuyết. Theo báo cáo thì gần đây Google cũng đã bắt tay với NASA nhằm thực hiện nghiên cứu điện toán lượng tử bằng cỗ máy D-Wave.

Vậy D-Wave đã được sử dụng như thế nào?


Hãng D-Wave mô tả đó là một cỗ máy hoạt động theo phương pháp lượng tử và có thể thực hiện tính toán. Dù vậy, các nhà nghiên cứu trên thế giới vẫn chưa tìm ra cách vận dụng cỗ máy D-Wave vào công tác thực tiễn nghiên cứu. Nhà khoa học Matthias Troyer tại Viện khoa học công nghệ Zurich, Thụy Sĩ cho biết: "Không ai biết D-Wave có thật sự là máy tính lượng tử? Đây thật sự là một dự án đầy rủi ro và có tính lý thuyết hơn là thực tế. Nếu có ai đó đưa ra một minh chứng rõ ràng, đó thật sự là một bước đột phá tuyệt vời."

Từ hồi đầu năm nay, Troyer đã dẫn đầu một nhóm nghiên cứu nhằm kiểm chứng cỗ máy D-Wave 2 tại tập đoàn công nghệ Google. Và kết quả cuối cùng khá đáng thất vọng là không hề có sự tăng tốc lượng tử diễn ra bên trong D-Wave 2. Bên cạnh đó, chưa có ai có thể sử dụng D-Wave để thực hiện tính toán cụ thể như các máy tính cổ điển. Để thực hiện điều này cần phải phát triển một thuật toán lượng tử đặc biệt với cấu trúc hoàn toàn khác so với phần mềm máy tính thông thường. Bên cạnh đó, các bài kiểm tra vẫn chưa chứng minh được ưu thế vượt trội của việc tăng tốc lượng tử so với các máy tính thông thường.

Do đó, cho tới hiện tại, cỗ máy trên chỉ phục vụ cho công tác nghiên cứu nhằm tiếp tục phát triển lý thuyết hơn là được sử dụng thực tiễn. Chưa có ai biết được thuyết tăng tốc lượng tử sẽ được dịch sang các hành động trong thế giới thực bằng cách nào. Hiện tại, cả phương diện thực nghiệm và nghiên cứu lý thuyết đều đã và đang được triển khai thực hiện bởi các tổ chức có sở hữu máy tính lượng tử.

Các nhà nghiên cứu đã kiểm chứng máy tính D-Wave như thế nào?


d-wave012.jpg

Các bài kiểm tra được đặt ra dựa trên ưu thế của máy tính lượng tử so với máy tính thông thường. Điển hình như là vấn đề phân tích độ cao thấp của cảnh quan có nhiều đồi núi. Theo cách phân tích của máy tính thông thường sẽ kiểm tra toàn bộ các ngọn núi, sau đó so sánh và chọn ra ngọn núi thấp nhất. Quá trình này sẽ mất thời gian khá lâu. Trong khi đó, máy tính lượng tử chọn một cách rất riêng được ví như là "tạo một đường hầm" nhằm tìm ra được ngọn núi thấp nhất và dĩ nhiên, quá trình thực hiện vô cùng nhanh chóng.

Tuy nhiên, vấn đề ở đây là các thử nghiệm chưa đủ khó khăn để so sánh ưu thế vượt trội của máy tính lượng tử so với máy tính thông thường. Điều này đã tạo nên sự nghi ngờ rằng hoặc D-Wave chưa đủ điều kiện để trở thành máy tính lượng tử, hoặc con người chưa tạo ra được các bài kiểm tra nhằm "ép" D-Wave hoạt động hết công suất.

Vadim Smelyanskiy, nhà khoa học tại phòng thí nghiệm điện toán lượng tử và trí tuệ nhân tạo của NASA cho biết: "Cỗ máy D-Wave vẫn chỉ là sử dụng nguồn lực truyền thống thay vì ứng dụng cơ học lượng tử để thực hiện tính toán." Từ trước đến nay, NASA đã hợp tác với Google nhằm thực hiện nghiên cứu ngay trên cỗ máy D-Wave. Phía hãng D-Wave tuyên bố rằng các thử nghiệm được đưa ra vẫn còn quá dễ dàng đối với cỗ máy của họ và cần phải có một bài kiểm tra nào đủ độ khó mới có thể chứng minh được sức mạnh của nó.

Vậy đã có giải pháp nào cho cuộc tranh cãi trên?


dn25760-1_1200.jpg

Cho tới hiện tại, Smelyanskiy là nhà nghiên cứu cho dự án hợp tác nghiên cứu điện toán lượng tử do NASA và Google hợp tác thực hiện. Smelyanskiy cho biết rằng dự án vẫn chưa đạt được thành tựu đột phá và vẫn cần ít nhất là từ 15 đến 25 năm nữa để chứng minh cỗ máy trên thật sự "lượng tử". Ông chia sẻ rằng việc so sánh cũng tương tự như đi tìm sự khác nhau của máy tính cơ học do Charles Babbage chế tạo hồi thế kỷ 19 so với các máy tính mạnh mẽ ngày nay vậy.

Nói một cách đơn giản là phải thử sử dụng một thứ gì đó đòi hỏi sức mạnh xử lý vô cùng lớn và thực hiện trên cả 2 cỗ máy nhằm phân định khả năng của chúng. Tại thời điểm hiện tại, D-Wave vẫn là một cỗ máy mà chúng ta chưa biết được hết khả năng của nó. Nếu làm sáng tỏ được vấn đề này sẽ tạo ra được một kết quả hết sức ấn tượng. Đây có thể coi như một cuộc cách mạng thay đổi nền văn minh kỹ thuật số của nhân loại.

Vậy khi nào thì chúng ta mới có thể sở hữu máy tính lượng tử để phục vụ cho nhu cầu cá nhân?


Nhà nghiên cứu Smelyanskiy đã trả lời cho câu hỏi này rằng: "Cho dù máy tính lượng tử trong tương lai sẽ biến đổi như thế nào cũng đừng mong đợi sở hữu một sản phẩm cho riêng mình. Đây sẽ là một thiết bị chuyên dụng nhằm giải quyết các vấn đề vô cùng phức tạp và quan trọng của loài người hơn là thực hiện những việc giống như máy tính truyền thống, laptop hay iPhone. Máy tính lượng tử không phải là thứ đặt trên bàn làm việc ở mỗi gia đình trong tương lai."

d-wave011.jpg
hoangmao
ĐẠI BÀNG
6 năm
Như vậy là : Đừng có mơ mà sở hữu một cỗ máy tính lượng tử nếu bạn chỉ là một người bình thuờng và thậm chí kể cả là một thiên tài đi chăng nữa.
P/s: đem con D-wave này đi giải quyết vấn đề Biển Đông đc ko nhỉ ?
zZDoomZz
ĐẠI BÀNG
6 năm
Vậy ra câu hỏi cho cái máy tính lượng tử đó là: con gà và quả trứng cái nào có trước 😁
@kiemphisongdao Bạn có hiểu gì k đấy. Nói chung hiểu sơ sơ đừng phán xét. Bạn đó đang nói về cơ chế tính toán cỉa máy tính. Nếu hỏi máy tính đó câu hỏi đó thì nó là 1 vòng lặp vô tận thì cái máy tính lượng tử đó có nhanh đến mấy cũng bốc khói. Chỉ là nói vui thôi. Hiểu chưa
bienlyber
TÍCH CỰC
2 năm
@zZDoomZz “Học thuyết tiến hoá” vẫn chưa được coi là chân lý vì còn thiếu rất nhiều bằng chứng thực tế để “chứng minh” , cho nên vẫn được coi là “thuyết”. Nhiều bạn đang dùng nó để giải thích câu hỏi trên, chủ yếu là vì học Mác trong trường được nhắc đến nhiều. Đây là câu hỏi bản lề trong triết học. Cách bạn trả lời cũng sẽ thể hiện bạn thiên về trường phái “duy vật” hay “duy tâm” . Và hãy khoan phán cái nào đúng vì người đi xa nhất trong xã hội loài người cũng chỉ “tưởng tượng” được đến thời điểm 0’0” của vũ trụ thôi.
Máy tính vốn dĩ là công cụ được tạo ra để hỗ trợ loài người làm việc nhanh hơn, nhẹ nhàng hơn. Nó không thể làm cái việc mà con người không làm được. Kể cả trí thông minh nhân tạo vốn đang hot cũng là cách máy tính dùng tốc độ tính toán siêu nhanh để tự phát triển, là một cách tiết kiệm thời gian cho con người. Hỏi nó ai tạo ra nó thì nó trả lời được, chứ hỏi ai tạo ra bố nó ( mà bố nó thì éo thể biết ) thì trả lời bằng niềm tin.
@trontu20 chơi tinh tế hay phải thòng =)) vì có thằng não ngắn hay anh hùng bàn phím, chả biết méo gì vào chê bai này nọ
romeo88vn
TÍCH CỰC
1 năm
@zZDoomZz con gà có trước nhé.
nguồn gốc sự sống bắt đầu từ những sinh vật đơn bào -> đa bào -> sinh sản vô tính rồi từ từ tiến hóa sinh sản hữu tính -> đẻ ra trứng gà

J/K
vitkon
CAO CẤP
6 năm
Nghe cứ giống giống Chủ tịch (hay là CEO ý) của IBM nói về máy tính hồi xưa nhỉ :-D
Đọc chưa xong nhưng mãi chưa hiểu
LuisYuri
TÍCH CỰC
6 năm
Có bác nào vào đây để xem hình giống em ko?
@LuisYuri Thánh này bên hàivl qua hả. 😁
vudang9a1
ĐẠI BÀNG
6 năm
Tạo ra được máy tính lượng tử thì thành công không kém việc khống chế phản ứng nhiệt hạch.có rất nhiều công việc đang đợi máy tính lượng tử giải quyết với khả năng tính toán gần như vô hạn của nó.
thesunfk
ĐẠI BÀNG
6 năm
Cái máy nhìn đẹp ghê 😁
sweet_life
ĐẠI BÀNG
6 năm
@thesunfk Em thích cái cmt của bác :D
thesunfk
ĐẠI BÀNG
6 năm
@sweet_life Thread về máy tính chuyển sang chuyện gà với trứng :D
superman77
ĐẠI BÀNG
3 năm
@thesunfk E thích cái avt của bác. :D
@superman77 bác làm e tò mò, ấn vào để xem ava ntn>??
D-Wave: Ngay cả công ty tạo ra nó cũng không trình diễn và chứng minh được khả năng của sản phẩm của mình. Vậy họ tạo ra nó như thế nào? 😕
jacknms
ĐẠI BÀNG
6 năm
@Lekhanhhoa.HLY cùng thắc mắc với bạn 😁
theo mình thì nếu vậy đây chỉ là cỗ máy mang tính lý thuyết về máy tính lượng tử, còn thực sự nó có lượng tử không thì chưa biết. giống như theo lý thuyết chiếc xe đạp cấu tạo gồm bánh xe, khung xe,nhông xích và bàn đạp, lắp ráp lại theo lý thuyết, nhưng nó có chạy được không thì không biết vì không có ai biết chạy xe đạp. 😆 không biết nói vậy đúng ko?
@jacknms Nó chỉ là phần cứng, giống như con laptop, vấn đề là phải có phần mềm để chạy, khai thác phần cứng đó.
liongates
ĐẠI BÀNG
6 năm
@jacknms mình nghĩ cũng giống bạn. có thể bây giờ đang có 2 hướng nghiên cưúcais D-wave này. Có người thì nghĩ là cái xe đạp này ráp đúng rồi, chảng qua ta chưa biết leo lên đạp mà chỉ biết đứng dắt nên nó chỉ ngang nhanh đi bộ, giờ phải nghiên cứu cách đạp xe. Có 1 hướng khác đó là ta lắp cái xe đạp này sai rồi, phải lắp cái bánh chỗ này, cái bàn đạp chỗ kia mới đúng.
muabanvnvn
ĐẠI BÀNG
6 năm
@Lekhanhhoa.HLY NÓi chung là nó cũng khá mạnh, nhưng hơi đặc thù để áp dụng vào công việc ở thời điểm hiện tại, nó cũng tính toán một số bài toán nhanh như siêu máy tính hiện nay, nhưng chưa tìm được giới hạn, vấn đề là chưa tìm được giới hạn của cái máy này để xem nó có phải là Lượng tử thật k
ttt358
CAO CẤP
6 năm
các bạn yên tâm sẽ có bill gates 2 sẽ mang nó phổ biến
khó khăn là phải làm lạnh quận dây siêu dẫn trong máy tính ở âm 273 độ c thì mới hoạt động được..! mong sao các nhà khoa học sớm tìm ra vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ cao


Gửi từ iPhone của tôi sử dụng Tinhte.vn
khongmacca
TÍCH CỰC
6 năm
@Hangromday Có cách làm vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ cao đó bạn, đang trong quá trình nghiên cứu. Mấy hôm trước tinhte có một bài viết về vấn đề đó mà. Cái chính là tính khả thi thôi bạn ah 😃
thật lạ khi chế tạo ra một cỗ máy mà thậm chí không hiểu nó làm được những gì. như vậy có quá nguy hiểm không. giả dụ nó được trang bị trí thông minh nhân tạo và tự tiến hoá thì skynet là một tương lai không xa.
vudang9a1
ĐẠI BÀNG
6 năm
@hoanganhdung1106 Có chứ bác,đó là cỗ máy có khả năng tính toán siêu khủng khiếp,ứng dụng trong nghiên cứu vũ trụ và trong cơ học lượng tử,
xuanbang269
ĐẠI BÀNG
6 năm
có cá nhân hóa được hay không là ở công nghệ, ai biết được đến lúc máy tính lượng tử hoàn thiện thì chúng ta đã dùng loại máy tính khác tốt hơn nữa rồi...
vudang9a1
ĐẠI BÀNG
6 năm
@xuanbang269 Theo lý thuyết thì máy tính bác đang dùng cải tiến mấy đi nữa thì cũng không thể đạt tới khả năng của máy tính lượng tử,muốn nhảy về lượng thì phải thay đổi về chất mà bác.
dvdung1997
ĐẠI BÀNG
6 năm
nhớ hồi nhỏ xem Mật mã Lyoko có 1 cái to tới mức lấp đầy 3 tầng hầm, người ra người vào như đi bộ, thậm chí còn quay ngược thời gian nữa. Thực ra thì tinh toán cao cấp kiểu đó thì cũng chẳng ai cần, có chăng thì là CIA với NSA để làm tình báo nghe lén thông tin thôi, về Việt Nam thì chắc lúc mình xuống lỗ cũng sẽ chẳng có
earl_grey
TÍCH CỰC
6 năm
Dừng ngay cái máy viển vông này lại và ngủ đi các thánh. Còn nếu cần câu hỏi cho nó, hãy hỏi mai đề về bao nhiêu, tỷ số bóng banh thế nào, nhé!
lordship
ĐẠI BÀNG
6 năm
Hỏi nhỏ bác chủ thớt dịch xong bài này có hiểu không hiêủ hết nội dung ko ạ?
@lordship Cái này là một lượng tử... có/ không cùng lúc... 😁
đáp án là trứng có trước nhé! từ thời khủng long gà chưa được sinh ra nhưng đã có trứng rồi..hehe..


Gửi từ iPhone của tôi sử dụng Tinhte.vn
@Hangromday Mình tin câu trả lời của bạn là đúng vì các nhà khoa học đã chứng minh là khủng long là nguồn gốc của họ Chim hiện nay.
Nhưng ta lại đi tìm nguồn gốc của khủng long là: TRỨNG KHỦNG LONG CÓ TRƯỚC HAY KHỦNG LONG CÓ TRƯỚC???:p:p:p:p:p:p
Bác chủ chịu khó thức đêm viết bài nhỉ, tiếc là đọc không hiểu gì hết trơn
simhoang
ĐẠI BÀNG
6 năm
cái này có câu trả lời rồi mà. mình không biết có chính xác không nhưng mình đọc nó khá lâu rồi. nay tìm lại cũng thấy 1 số link
bạn vào đây hoặc đây để thử đọc xem
không biết thế nào những ít ra cũng có cái để xem
@simhoang Đọc xong chẳng hiểu gì hết, thế sao không tìm cái protein ấy trong buồng trứng (nếu là con cái) của con gà con mà lại phải tìm trong buồng trứng con gà mẹ!
Cá nhân
Bạn
Hi bạn!
Điểm Reward Store: 
Tuổi Tinh tế: 
Cấp độ thành viên Tinh Tế


Tải app Tinh tế

Tải app Tinhte - Theo dõi thông tin mà bạn yêu thích

Tải app TinhteTải app Tinhte
Tải app Tinh tế cho Android trên Google PlayTải app Tinh tế cho iPhone, iPad trên App Store



Cộng đồng nổi bật




  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2020 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 209 Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 7, Quận 3, TP.HCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019