Bộ vi xử lý lượng tử mới của Google có thể sớm vượt trội so với các siêu máy tính cổ điển

(QNO) - Trang Newatlas cho biết cuộc đua tính toán lượng tử nóng lên giữa Google, IBM và Intel. Mới đây Google đã công bố Bristlecone, một chip máy tính lượng tử mới với sức mạnh thiết lập kỷ lục gồm 72 bit lượng tử (qubit).

Bộ xử lý Bristlecone.

Các máy tính truyền thống thực hiện các phép tính của chúng theo dạng nhị phân, do đó, mỗi bit dữ liệu được biểu diễn dưới dạng số 0 hoặc số 1. Nhờ khoa học cơ học lượng tử, 1 qubit có thể ở trong một sự chồng chất của cả hai, biểu diễn hiệu quả cả số 0 và 1 cùng một lúc. Điều đó có nghĩa là sức mạnh của hệ thống tính toán lượng tử quy mô theo cấp số nhân - 2 qubit có thể đại diện cho 4 trạng thái cùng một lúc (00, 01, 10 và 11), 3 qubit đại diện cho 8 trạng thái...

Kết quả là, các máy tính lượng tử rất giỏi trong việc thực hiện các hoạt động đồng thời, xử lý tất cả các trạng thái này cùng một lúc mà các máy tính cổ điển sẽ phải chạy qua mỗi lần một lượt. Điều đó có nghĩa rằng, về mặt lý thuyết, một máy tính lượng tử được chế tạo với chip 49 bit (như Tangle Lake, bộ vi xử lý Intel) có thể vượt trội hơn các siêu máy tính hiện tại một số loại hoạt động nhất định.

Nguyên mẫu chip mới nhất của Google, Bristlecone, tự hào có 72 qubit. Chúng được sắp xếp theo một mảng vuông, và lấy bản chất lượng tử của chúng thông qua siêu dẫn, cho phép chúng đại diện cho nhiều trạng thái bằng cách tiến hành dòng điện theo hai hướng cùng một lúc.

Tuy nhiên, xử lý quá nhiều thuật toán có thể xảy ra lỗi. Để giải quyết vấn đề đó, Phòng thí nghiệm AI lượng tử của Google đã phát triển một kỹ thuật sửa lỗi lượng tử (QEC) và chứng minh nó trong một hệ thống có chín qubit. QEC hoạt động bằng cách kiểm tra các kết hợp dữ liệu và qubit đo lường, cho phép hệ thống đo gián tiếp thông tin mà không ảnh hưởng đến nó. Trên hệ thống 9 qubit, phương pháp đạt được tỷ lệ lỗi thấp chỉ 0,1% đối với các cổng đơn qubit và 0,6% cho các cổng hai qubit.

Nhóm Google hiện đang nhắm tới việc đạt được tỷ lệ lỗi thấp tương tự trên 72 qubit của bộ xử lý Bristlecone. Để đo lường hiệu suất của nó, các nhà nghiên cứu đã phát triển một công cụ đo điểm chuẩn cố tình đưa ra một lỗi duy nhất vào hệ thống, sau đó so sánh phân phối đầu ra được lấy mẫu với các kết quả mà một máy tính cổ điển mô phỏng đến.

Nhóm nghiên cứu nói rằng cuối cùng, Bristlecone nhiều hơn khả năng đạt được thời điểm đầu nguồn của việc chứng minh uy quyền lượng tử. Nếu nó quản lý để làm tốt hơn một siêu máy tính cổ điển, bộ vi xử lý có thể trở thành cơ sở để xây dựng các máy tính lượng tử quy mô lớn hơn.

TẠ XUÂN QUAN