Không giống như các bộ xử lý thông thường, xử lý thông tin bằng các bit có giá trị 0 hoặc 1, bộ xử lý lượng tử sử dụng qubit. Nhờ các nguyên lý chồng chập và vướng víu lượng tử, các qubit này có thể tồn tại ở nhiều trạng thái cùng một lúc, cho phép thực hiện các phép tính phức tạp với tốc độ nhanh hơn nhiều so với máy tính truyền thống. Những cỗ máy này sẽ tạo ra những tiến bộ vượt bậc trong các lĩnh vực như mật mã, mô phỏng phân tử và tối ưu hóa hậu cần.
Các nhà khoa học đã kiểm tra sức mạnh của nó bằng cách thực hiện nhiệm vụ "lấy mẫu mạch ngẫu nhiên" trên 83 qubit và 32 chu kỳ. Kết quả: Zuchongzhi-3 sẽ có bước tiến vượt bậc 15 bậc so với các thuật toán cổ điển tốt nhất. Tóm lại, đây là một thành tựu thực sự trong lĩnh vực này.
Với thông báo này, Trung Quốc đang gửi một thông điệp rõ ràng tới những gã khổng lồ của Mỹ. Google, công ty tiên phong trong "quyền tối cao lượng tử" vào năm 2019 với bộ xử lý Sycamore (53 qubit), gần đây đã trình làng mô hình Willow (105 qubit). Phương pháp của ông dựa vào khả năng sửa lỗi, giúp thực hiện các phép tính trong năm phút mà phải mất hàng tỷ năm. một siêu máy tính.
Về phần mình, Microsoft đang đi theo một con đường khác. Bộ xử lý Majorana 1 của hãng không hoạt động với qubit cổ điển mà sử dụng siêu dẫn tôpô để có độ ổn định cao hơn. Hiện tại chỉ giới hạn ở 8 qubit, Microsoft hy vọng có thể đạt được mục tiêu tích hợp hàng triệu qubit trong một không gian hạn chế.
Tại USTC, mục tiêu không chỉ là tốc độ. Nhóm nghiên cứu đang làm việc để sửa lỗi bằng một hệ thống dựa trên "mã bề mặt", một kỹ thuật có thể giúp máy tính lượng tử trở nên đáng tin cậy hơn và có thể sử dụng trên quy mô lớn.
Mặc dù có những tiến bộ ấn tượng này, chúng ta vẫn còn lâu mới có thể thấy máy tính lượng tử thay thế PC hoặc thúc đẩy điện toán đám mây. Mỗi công ty đều có cách tiếp cận khác nhau để vượt qua những thách thức kỹ thuật: tốc độ, sửa lỗi, tính ổn định... Chưa ai biết cách nào sẽ hiệu quả nhất. dài hạn.
USTC có kế hoạch thúc đẩy nghiên cứu của mình bằng cách cải thiện khả năng sửa lỗi và tăng khả năng tích hợp qubit. Hợp tác với một số viện nghiên cứu của Trung Quốc, mục tiêu là tối ưu hóa việc xử lý dữ liệu lượng tử để một ngày nào đó công chúng có thể sử dụng những cỗ máy này.
Cuộc đấu trí giữa Google và Microsoft
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) đã phát triển một hiện tượng thiêng liêng. So với phiên bản tiền nhiệm Zuchongzhi-2, phiên bản mới này còn tiến xa hơn nữa. Kiến trúc của nó dựa trên lưới 105 qubit. Độ chính xác thì rất nghiêm túc: độ trung thành là 99,90% đối với các hoạt động ở qubit, 99,62% đối với các hoạt động ở hai qubit và tỷ lệ đọc khá ở mức 99,13%. Độ chính xác là yếu tố cần thiết trong điện toán lượng tử, vì ngay cả lỗi nhỏ nhất cũng có thể dẫn đến kết quả không nhất quán do qubit rất nhạy cảm với các nhiễu loạn bên ngoài.Các nhà khoa học đã kiểm tra sức mạnh của nó bằng cách thực hiện nhiệm vụ "lấy mẫu mạch ngẫu nhiên" trên 83 qubit và 32 chu kỳ. Kết quả: Zuchongzhi-3 sẽ có bước tiến vượt bậc 15 bậc so với các thuật toán cổ điển tốt nhất. Tóm lại, đây là một thành tựu thực sự trong lĩnh vực này.
Với thông báo này, Trung Quốc đang gửi một thông điệp rõ ràng tới những gã khổng lồ của Mỹ. Google, công ty tiên phong trong "quyền tối cao lượng tử" vào năm 2019 với bộ xử lý Sycamore (53 qubit), gần đây đã trình làng mô hình Willow (105 qubit). Phương pháp của ông dựa vào khả năng sửa lỗi, giúp thực hiện các phép tính trong năm phút mà phải mất hàng tỷ năm. một siêu máy tính.
Về phần mình, Microsoft đang đi theo một con đường khác. Bộ xử lý Majorana 1 của hãng không hoạt động với qubit cổ điển mà sử dụng siêu dẫn tôpô để có độ ổn định cao hơn. Hiện tại chỉ giới hạn ở 8 qubit, Microsoft hy vọng có thể đạt được mục tiêu tích hợp hàng triệu qubit trong một không gian hạn chế.
Tại USTC, mục tiêu không chỉ là tốc độ. Nhóm nghiên cứu đang làm việc để sửa lỗi bằng một hệ thống dựa trên "mã bề mặt", một kỹ thuật có thể giúp máy tính lượng tử trở nên đáng tin cậy hơn và có thể sử dụng trên quy mô lớn.
Mặc dù có những tiến bộ ấn tượng này, chúng ta vẫn còn lâu mới có thể thấy máy tính lượng tử thay thế PC hoặc thúc đẩy điện toán đám mây. Mỗi công ty đều có cách tiếp cận khác nhau để vượt qua những thách thức kỹ thuật: tốc độ, sửa lỗi, tính ổn định... Chưa ai biết cách nào sẽ hiệu quả nhất. dài hạn.
USTC có kế hoạch thúc đẩy nghiên cứu của mình bằng cách cải thiện khả năng sửa lỗi và tăng khả năng tích hợp qubit. Hợp tác với một số viện nghiên cứu của Trung Quốc, mục tiêu là tối ưu hóa việc xử lý dữ liệu lượng tử để một ngày nào đó công chúng có thể sử dụng những cỗ máy này.
