Điện toán lượng tử - công nghệ tương lai

So với các máy tính chuẩn ngày nay, công việc điện toán lượng tử khác biệt rất nhiều. Những máy tính hiện thời xử lý thông tin dùng các bit, mỗi bit đại diện cho ký tự 0 hoặc 1. Việc xử lý thông tin lượng tử sử dụng các phiên bản của những bit, những nguyên tử đơn lẻ hoặc những hạt dưới cấp độ nguyên tử được gọi là những qubit. Đây là công trình nghiên cứu của nhà khoa học Franco Nori, Khoa Vật lý và Viện Nghiên cứu Hóa Lý thuộc trường Đại học Michigan cùng hai cộng sự là J. Q. You của viện và J. S. Tsai của phòng thí nghiệm nghiên cứu cơ bản NEC.

Trong khi đó, tạp chí Physical Review Letters gần đây giới thiệu một mạch có thể tin cậy được trên khía cạnh thực nghiệm và một cơ cấu hiệu quả thực hiện điện toán lượng tử. Khả năng nâng cao kỹ thuật này từ các thí nghiệm một hoặc hai qubit tới những hệ thống liên quan đến nhiều qubit sẽ tạo điều kiện cho việc xây dựng mô hình và chế tạo máy tính lượng tử. Nhà khoa học Franco Nori tiết lộ các qubit có thể tương đương với các ký tự 0-1 hoặc thậm chí cả hai ký tự 0 và 1 ở cùng một thời điểm. Vì vậy, khả năng tạo ra những siêu vị trí của 0 và 1 như thế sẽ cho phép các máy tính lượng tử xử lý các thông tin phức tạp một cách thật nhanh chóng, bởi vì bất kỳ qubit nào cũng có thể đảm nhận một trong hai và có thể cả hai vị trí ký tự nói trên.

Tuy nhiên, để thực hiện kỹ thuật xử lý thông tin lượng tử, cần phải chuẩn bị, tạo và tính toán được tình trạng lượng tử của một hệ thống. Ông Nori nói những bước đầu tiên trong kỹ thuật này hầu hết tập trung vào nghiên cứu các qubit đơn lẻ. Nhưng xây dựng một máy tính lượng tử lớn có nghĩa là phải tăng cường nhiều qubit và kiểm soát mối liên hệ cũng như sự kết nối giữa chúng. Đây là hai vấn đề cơ bản nhất cần phải được đáp ứng để triển khai điện toán lượng tử trên thực tế và ông tin rằng phát minh của nhóm mình có thể giải quyết hữu hiệu hai yêu cầu cốt lõi trên. Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu của ông cũng đề ra rất nhiều thao tác nhằm giúp cho điện toán lượng tử gặt hái được thành công.

Ông Franco Nori còn cho biết nhóm đã nêu lên phương pháp giải quyết một vấn đề trọng tâm khác của điện toán lượng tử, đó là cách thức lựa chọn hai qubit trong rất nhiều qubit và làm cho chúng hỗ tương với nhau dù chúng có thể không phải là hai qubit gần nhau nhất; đồng thời họ cũng vạch ra cách thức thực hiện các thao tác điện toán lượng tử hiệu quả với hai qubit được lựa chọn này. Một số nhà khoa học cho rằng cần phải kiểm nghiệm nghiêm túc kỹ thuật điện toán mới này; bên cạnh đó việc chế tạo máy tính lượng tử mới, nếu có thể, để ứng dụng thực tiễn đòi hỏi thời gian dài, nhưng họ cũng thừa nhận phát minh này tỏ ra đầy hứa hẹn cho ngành công nghệ thông tin trong tương lai.