Quantum Computer,

Trần Nam Trung

Máy tính lượng tử là gì?

Điện toán lượng tử (Quantum Computing) là một dạng điện toán dựa trên vật lý lượng tử. Khi các máy tính truyền thống dựa vào các bit (số 0 hoặc số 1) để tính toán, Quantum Computing sử dụng các bit lượng tử (qubit) tận dụng cơ học lượng tử để hoạt động tính toán theo dạng chồng 0 và 1 nhất định tại mỗi thời điểm, một sự kết hợp của 0 và 1.

Ví dụ, một qubit có thể có 80% cơ hội bằng 0 và 20% cơ hội trở thành một. Hoặc 60% cơ hội trở thành số 0 và 40% cơ hội trở thành một. Nghĩa là lượng tử ở đây có thể chia nhỏ xác xuất xuất hiện của 0 hay 1. Khiến hoạt động của máy tính trở nên nhỏ và tiểu tiết hơn

Hình thành máy tính lượng tử

Ý tưởng về điện toán lượng tử được giới thiệu lần đầu tiên bởi nhà vật lý Paul Benioff vào những năm 1980. Một một thời gian ngắn sau, nhà vật lý lý thuyết Richard Feynman và nhà toán học Yuri Manin là người đầu tiên đề xuất rằng Quantum Computing có thể giải quyết các vấn đề ngoài tầm với của máy tính truyền thống. Thật vậy, vào những năm 1990, nhà toán học Peter Shor đã phát triển một thuật toán mà một máy tính lượng tử có thể sử dụng để phá vỡ mật mã khóa công khai: Thuật toán thuật của Shor – nếu máy tính lượng tử đủ mạnh.

Thuật toán Shor là gì?

Thuật toán Shor, là một thuật toán lượng tử được sử dụng để giúp phân tích nhân tử một số nguyên ở dạng N = p.q, với p và q là các số nguyên tố, tức là tìm ra các giá trị p và q khi cho số N

Thuật toán này được Ron Rivest, Adi Shamir và Leonard Adleman lần đầu tiên đưa ra và ngày nay Người ta sử dụng thuật toán này trên các máy tính lượng tử để phá mã RSA.

Máy tính lượng tử Google

Vào tháng 10 năm 2019, sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, Google đã chính thức tuyên bố rằng họ đã đạt được sức mạnh từ máy tính lượng tử. Điều này về cơ bản có nghĩa là một máy tính lượng tử đã giải quyết một vấn đề mà một máy tính cổ điển không thể giải quyết được. Hay nói cụ thể hơn, nó đã giải quyết một vấn đề trong 200 giây mà thậm chí phải mất cả siêu máy tính cổ điển mạnh nhất 10.000 năm để giải quyết.

Máy tính lượng tử Google

Mặc dù đây là một bước đột phá lớn, máy tính lượng tử dường như vẫn còn lâu mới chạy được thuật toán Shor. Các Quantum Computing hiện tại chưa đủ mạnh để thực sự giải quyết vấn đề của thuật toán Shor, và nó không dễ dàng như thế nào để mở rộng và phát triển công nghệ dựa trên thuật toán này. Hơn nữa, để thực sự hữu ích, các máy tính lượng tử phụ thuộc vào một giải pháp kỹ thuật có tên là sửa lỗi, và đây vẫn là một thách thức khá lớn.

Để tự tin dự đoán sự phát triển trong tương lai của công nghệ này là khó, nhưng các Quantum Computing có thể chạy thuật toán Shor có thể sẽ mất hàng năm hoặc thậm chí hàng thập kỷ – có lẽ chúng sẽ không bao giờ có thể thực hiện được.