Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã công bố Jiuzhang 4.0, một máy tính lượng tử quang tử giải quyết bài toán chuẩn mực nhanh hơn nhiều so với siêu máy tính cổ điển mạnh nhất thế giới. Máy tính này hoàn thành bài toán lấy mẫu Boson — bài kiểm tra chứng minh ưu thế lượng tử — trong vài giây, trong khi hệ thống cổ điển mạnh nhất sẽ mất hàng nghìn năm. Kết quả này đánh dấu bước tiến đáng kể trong lĩnh vực máy tính lượng tử quang tử và củng cố vị trí dẫn đầu của Trung Quốc trong ngành.
Lấy mẫu Boson có ý nghĩa gì
Lấy mẫu Boson là bài toán được thiết kế đặc biệt mô phỏng hành vi của các photon không thể phân biệt khi đi qua một mạng. Đây là nhiệm vụ cực kỳ khó với máy tính cổ điển vì số kết quả có thể tăng theo cấp số mũ cùng số lượng photon. Tuy nhiên, máy tính lượng tử sử dụng chính các photon có thể xử lý tự nhiên phép tính này. Jiuzhang 4.0 sử dụng hệ thống mạch quang và cảm biến để thực hiện trực tiếp việc lấy mẫu, loại bỏ nhu cầu mô phỏng cổ điển.
Nó nhanh đến mức nào?
Nhóm phát triển Jiuzhang 4.0 cho biết máy tính lượng tử này giải quyết bài toán lấy mẫu Boson trong một phần giây. Trong khi đó, siêu máy tính cổ điển tiên tiến nhất năm 2025 ước tính sẽ cần 10.000 năm để hoàn thành phép tính tương tự. Mức tăng tốc này — lớn hơn nhiều bậc — chính là điều các nhà nghiên cứu gọi là ưu thế lượng tử, dù thuật ngữ này vẫn còn tranh cãi do bài toán được thiết kế riêng cho hệ thống lượng tử.
Tại sao máy tính lượng tử quang tử lại quan trọng
Hầu hết máy tính lượng tử hiện nay dựa vào mạch siêu dẫn, ion bị bẫy hoặc nền tảng thể rắn khác. Máy tính lượng tử quang tử sử dụng hạt ánh sáng, dễ điều khiển và di chuyển với tốc độ cao. Chúng cũng hoạt động ở nhiệt độ phòng, không cần làm mát cực lạnh như siêu dẫn. Tuy nhiên, hệ thống quang tử trước đây thường gặp khó khăn khi mở rộng số lượng photon và duy trì tỷ lệ lỗi thấp. Jiuzhang 4.0 dường như đã vượt qua một số thách thức này, ít nhất là với bài toán lấy mẫu Boson.
Vị trí dẫn đầu của Trung Quốc trong máy tính lượng tử quang tử
Jiuzhang 4.0 là phiên bản mới nhất trong loạt máy tính lượng tử quang tử do các nhà nghiên cứu Trung Quốc phát triển. Các phiên bản trước — Jiuzhang 1.0, 2.0 và 3.0 — đều thiết lập kỷ lục về số lượng photon và tốc độ. Phiên bản 4.0 củng cố vị thế dẫn đầu của Trung Quốc trong phương pháp này. Thành tựu này xuất hiện khi các nước như Hoa Kỳ, Canada và Vương quốc Anh đang đầu tư mạnh vào công nghệ lượng tử cạnh tranh, nhưng chưa quốc gia nào đạt hiệu suất tương đương trong bài toán lấy mẫu Boson.
Thách thức hiện tại là đưa Jiuzhang 4.0 vượt ra khỏi bài toán chuẩn mực hướng tới ứng dụng thực tế như mô phỏng lượng tử trong hóa học hoặc khoa học vật liệu. Các nhà nghiên cứu cần chứng minh máy tính lượng tử quang tử có thể giải quyết bài toán hữu ích mà máy cổ điển không thể, không chỉ là bài kiểm tra chuyên biệt. Nhóm phát triển Jiuzhang dự kiến công bố bài báo chi tiết trên tạp chí khoa học có phản biện trong vài tháng tới để cho phép kiểm chứng độc lập.
