IBM ra mắt chip máy tính lượng tử hơn 1000 qubit

Hôm thứ hai 4/12, IBM đã công bố hai hệ thống máy tính lượng tử mới, cùng roadmap phát triển công nghệ chip xử lý lượng tử, đưa con người đi qua thời kỳ nhị phân khi điện toán chỉ có hai giá trị 0 và 1.

Hệ thống đầu tiên dựa trên con chip tên mã Condor, chip xử lý lượng tử dựa trên công nghệ transmon lớn nhất từng được tạo ra, bên trong là 1.121 qubit để thực hiện tính toán. Công nghệ này dựa trên khả năng biến con chip trở thành bề mặt siêu dẫn, từ đó giải quyết vấn đề sai số khi những qubit đưa ra kết quả là những giá trị nằm giữa số 0 và 1.

Hệ thống thứ hai dựa trên ba chip IBM Heron, mỗi chip là 133 qubit. Theo IBM, những hệ thống máy tính lượng tử cỡ nhỏ như Heron và thế hệ kế tiếp như Flamingo sẽ đóng vai trò vô cùng quan trọng trong tiến trình phát triển công nghệ máy tính lượng tử của họ.

Dựa trên những tiến trình chip máy tính lượng tử như thế này, IBM kỳ vọng tới cuối thập niên 2020, họ sẽ nắm giữ được công nghệ triệt tiêu sai số lượng tử trong quá trình điện toán. Chính những sai số này là lý do hiện giờ hầu hết những hệ thống máy tính lượng tử trên thế giới đều phải vận hành ở nhiệt độ gần ngưỡng nhiệt độ tuyệt đối, 0 Kelvin, tức âm 273 độ C.

Nhưng để hiểu 1000 qubit là bước tiến lớn tới cỡ nào, cũng phải đào ngược lại tiến trình phát triển trong vài năm qua của ngành máy tính lượng tử, thứ ít được đề cập hơn trên báo chí công nghệ toàn cầu, không được khai thác nhiều như AI hay chip bán dẫn.

Qubit và logical qubit

Gần như mọi khía cạnh vận hành để qubit giải mã những bài toán phức tạp nhất trong lịch sử nhân loại đều có khả năng gây ra lỗi sai. Từ việc thay đổi vị trí qubit, giữ đúng vị trí đó, xử lý các tác vụ, và cuối cùng là đọc vị trí qubit để đưa ra kết quả phép tính đều có thể tạo ra những lỗi sai, từ đó khiến thuật toán lượng tử không thể đưa ra kết quả có ích và chính xác. Vì thế một khía cạnh mọi tập đoàn công nghệ đang nghiên cứu máy tính lượng tử, bên cạnh việc tăng sức mạnh của những con chip, tăng số lượng qubit mà một hệ thống có thể tính toán cùng lúc, thử thách nan giải vẫn luôn là giới hạn sai số do qubit dao động quá mạnh, tạo ra sai số khi tính toán.

Về mặt ngắn hạn, những hệ thống máy tính lượng tử hiện giờ đã có thể chạy và đưa ra kết quả đáng tin cậy, nhưng đều là những thuật toán và những phép tính được coi là đơn giản trong thế giới máy tính lượng tử. Những năm tới, tiềm năng của máy tính lượng tử có thể được mở rộng đối với những thuật toán phức tạp hơn.



Về mặt dài hạn, tin xấu là chưa chắc chúng ta sẽ kịp có được những phần cứng qubit đủ sức mạnh xử lý những phép tính và thuật toán mà công nghệ transistor truyền thống cần hàng tỷ giờ đồng hồ để xử lý, mà kết quả cũng chưa chắc đã có sai số tối thiểu, đủ để chúng ta sử dụng.

Thử thách này đưa ngành điện toán lượng tử đến một điều mà tất cả đều đồng thuận, đó là cần tạo ra những qubit có khả năng chỉnh lỗi sai trong quá trình xử lý. Một giải pháp được đưa ra là dàn trải những dữ liệu lượng tử được qubit lưu trữ trên nhiều qubit trên bề mặt chip xử lý. Những qubit được sử dụng thêm để kiểm soát sai số dữ liệu, rồi điều chỉnh kết quả phép tính. Qubit tính toán được gọi là logical qubit, còn qubit chỉnh lỗi là hardware qubit. Trong ngành, hiện giờ đang có những ước tính, để máy tính lượng tử có con chip sở hữu lượng logical qubit đủ lớn để giải quyết những phép tính phức tạp nhất, thì lượng hardware qubit phải lên ngưỡng hàng triệu.

Qubit và gates

Jay Gambetta, trưởng khoa học gia, giám đốc trung tâm nghiên cứu Thomas J. Watson của IBM, nơi đang nỗ lực phát triển máy tính lượng tử cho rằng, IBM đang đi theo hướng phát triển song song để tạo ra những phần cứng máy tính lượng tử đủ sức phục vụ nhu cầu thực tế. Hướng đầu tiên là phát triển ra những phương pháp để IBM có thể gia công những qubit trên bề mặt chip xử lý lượng tử với cả số lượng lẫn chất lượng đáng tin cậy. Theo Gambetta, con chip với hơn một nghìn qubit là ví dụ chứng minh IBM đang đi đúng hướng.

Quảng cáo

Khía cạnh thứ hai mà IBM đang phải làm là giới hạn sai số tính toán của chip lượng tử, khi những phép tính được thực hiện trên một hoặc hai qubit riêng lẻ. Những tác vụ được gọi là gate này rất dễ tạo ra sai số. Thay đổi vị trí qubit có thể tạo ra những tín hiệu ảnh hưởng trực tiếp tới vị trí của những qubit lân cận trên con chip. Hiệu ứng này gọi là crosstalk.



Con chip Heron nhỏ hơn của IBM là thành quả làm việc trong vòng 4 năm qua của IBM để cải thiện hiệu năng tính toán gate.

Nhiều cải tiến mà IBM đưa ra có liên quan tới một cải tiến gọi là "tunable coupler" cho từng qubit. Cải tiến này cho phép chip xử lý của máy tính lượng tử có hiệu năng tăng gấp 10 lần trong một vài tác vụ. Tính toán nhanh hơn là một chuyện, qubit phải xoay trong khoảng thời gian ngắn hơn đồng nghĩa với việc tỷ lệ xảy ra lỗi cũng sẽ thấp hơn.

Sang năm, những hệ thống với chip Heron 133 qubit, sức mạnh xử lý 5000 gate operation sẽ được ra mắt. Kế đến là phiên bản tiếp theo, Flamingo với 156 qubit, dự kiến ra mắt năm 2028, với sức mạnh xử lý 15 nghìn gate operation.

Những con chip này có thể được kết nối với nhau để tạo ra một chip xử lý kích thước lớn hơn như Crossbill và Kookaburra. Để làm được điều này, IBM sẽ phải thử nghiệm những cách khác nhau để kết nối qubit vận hành, cả trong từng con chip và giữa các chip kích thước nhỏ với nhau.

Quảng cáo

Phần mềm quan trọng như phần cứng

Ngay cả khi những nỗ lực phát triển chip xử lý lượng tử của IBM thành công, Gambetta cho rằng những phần cứng máy tính lượng tử ra mắt vào cuối thập niên 2020 vẫn sẽ quá nhỏ và bị hạn chế để chạy những thuật toán hữu ích, ví dụ như phá vỡ những thuật toán mã hoá mạnh nhất hiện nay. Những nỗ lực giới hạn sai số của tính toán qubit sẽ cho phép mở ra khả năng sử dụng máy tính lượng tử làm những công việc mà máy tính bán dẫn truyền thống hoặc không làm được, hoặc mất rất nhiều thời gian. Còn để máy tính lượng tử làm được hết những nhu cầu của con người thì cũng còn rất lâu.

Điều này đồng nghĩa với việc, phát triển phần mềm cũng sẽ là quá trình quan trọng để xác định máy tính lượng tử có thể làm gì trong những năm tới.



Về mặt phần mềm và ứng dụng, IBM có một bộ SDK phát triển tên là Qiskit, cho phép lập trình viên xác định thứ họ muốn làm trên máy tính lượng tử, từ đó đưa ra những lệnh cụ thể cho phần cứng. Thậm chí Qiskit còn có thể ứng dụng AI tạo nội dung để hỗ trợ viết những dòng code vận hành máy tính lượng tử.

Ước mơ dùng máy tính lượng tử xử lý những tác vụ thực sự có ích đối với khoa học kỹ thuật vẫn còn khá xa vời. Việc phát triển và thử nghiệm phần mềm càng lúc sẽ càng trở nên quan trọng, vì hiện giờ con người vẫn còn chưa biết nên làm gì với những hệ thống máy tính lượng tử với số qubit bị giới hạn, đã vậy còn nhiều noise, sai số tính toán cao.

IBM hoàn tất mục tiêu phát triển phần cứng rõ ràng là tin tốt của ngành điện toán lượng tử, nhưng thứ đáng nói hơn là roadmap phát triển mà họ vừa công bố.

Theo ArsTechnica

CHUYÊN MỤC NGHỆ THUẬT LÀM GIÀU BỀN VỮNG

Nhấn vào đây để bắt đầu học

Khóa học Machine Learning cơ bản- Khoa học dữ liệu - AI

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Khoá học Quản trị Chiến lược Dành cho Lãnh đạo Doanh nghiệp

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Nơi hội tụ Tinh Hoa Tri Thức - Khơi nguồn Sáng tạo

Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com

Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com

--- 

Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên ZALO!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên Facebook!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa đào tạo Power BI phân tích báo cáo để bán hàng thành công

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Bảo mật và tấn công Website - Hacker mũ trắng

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học ​

KHÓA HỌC LẬP TRÌNH PYTHON TỪ CƠ BẢN ĐẾN CHUYÊN NGHIỆP

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Lập trình Visual Foxpro 9 - Dành cho nhà quản lý và kế toán

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học hướng dẫn về Moodle chuyên nghiệp và hay

Xây dựng hệ thống đào tạo trực tuyến chuyên nghiệp tốt nhất hiện nay.

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

KHÓA EXCEL CHUYÊN NGHIỆP

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học AutoIt dành cho dân IT và Marketing chuyên nghiệp

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khoá học Word từ cơ bản tới nâng cao, học nhanh, hiểu sâu

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học hướng dẫn sử dụng Powerpoint từ đơn giản đến phức tạp HIỆU QUẢ

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Thiết kế, quản lý dữ liệu dự án chuyên nghiệp cho doanh nghiệp bằng Bizagi

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng Power Query trong Excel

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Lập trình WEB bằng PHP từ cơ bản đến nâng cao

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng TableAU - Chìa khóa thành công!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng SPSS - Chìa khóa thành công!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học "Thiết kế bài giảng điện tử", Video, hoạt hình 

kiếm tiền Youtube bằng phần mềm Camtasia Studio

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ VIDEO CLIP CHO DÂN MARKETING CHUYÊN NGHIỆP

​​​​​

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ QUẢNG CÁO VÀ ĐỒ HỌA CHUYÊN NGHIỆP VỚI CANVA

Hãy tham gia khóa học để trở thành người chuyên nghiệp. Tuyệt HAY!😲👍

 KHÓA HỌC VIDEO- XÂY DỰNG PHẦN MỀM QUẢN LÝ BẰNG MICROSOFT ACCESS

GOOGLE SPREADSHEETS phê không tưởng

Khóa hoc lập trình bằng Python tại đây

Hãy tham gia khóa học để biết mọi thứ

Để tham gia tất cả các bài học, Bạn nhấn vào đây 

Khóa học lập trình cho bé MSWLogo

Nhấn vào đây để bắt đầu học

Khóa học Ba, Mẹ và Bé - Cùng bé lập trình  TUYỆT VỜI

Khóa học sử dụng Adobe Presenter-Tạo bài giảng điện tử

Khóa học vẽ tạo giao diện demo cho website

Để thành thạo Wordpress bạn hãy tham gia khóa học 

Tham gia khóa học tại đây

Khóa học sử dụng Edmodo để dạy và học hiện đại để thành công

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Bảo hiểm nhân thọ - Bảo vệ người trụ cột

Cập nhật công nghệ từ Youtube tại link: congnghe.hocviendaotao.com
Tham gia nhóm Facebook
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com

Nguồn: Tinh Tế

Share !