Đột phá mới trong công nghệ máy tính lượng tử

Tuy máy tính lượng tử mới phát triển ở giai đoạn sơ khai, nhưng nó cũng đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như điều chế thuốc, phân tích chiến lược đầu tư, quân sự…

Tháng 10/2019, Google tuyên họ đã tạo ra được cỗ máy thực hiện một phép tính chỉ trong 200 giây, mà một máy tính thông thường phải mất 10.000 năm mới hoàn thành. Tuy nhiên, nó vẫn còn hạn chế ở một số lỗi trong quá trình xử lý, nguyên nhân một phần là do thiết bị đo năng lượng lưu trữ trong bộ nhớ chưa chính xác.

Máy tính thông thường đòi hỏi dữ liệu phải được mã hóa thành các số nhị phân (bit), mà mỗi số được gán cho một trong hai trạng thái (0 và 1) với các phép tính được thực hiện lần lượt. Còn máy tính lượng tử sử dụng các bit lượng tử (qubit) với khả năng chồng chập lượng tử, các qubit có khả năng nhận đồng thời cả hai giá trị 0, 1 đồng thời. Điều này có nghĩa là qubit có thể tăng gấp đôi cấu hình tính toán điện tử. Do đó, việc đo chính xác mức năng lượng của từng qubit sẽ giúp cho quá trình xử lý dữ liệu được nhanh hơn, hiệu quả hơn. Tuy nhiên, việc này đòi hỏi thiết bị đo phải có một lượng lớn mạch điện, tiêu thụ một lượng lớn năng lượng và dễ xảy ra lỗi do 'nhiễu lượng tử”.

Nhóm nghiên cứu đã nhận thấy rằng, vi nhiệt kế sử dụng một lớp graphene có nhiệt dung riêng cực thấp có thể đo được trạng thái năng lượng của qubit chính xác hơn, tiết kiệm năng lượng hơn hơn cả triệu lần, so với các thiết bị đo trước đây. Thiết bị đo mới có độ phân giải năng lượng khoảng 30h Gigahertz (h là hằng số Planck) và có hằng số tối thiểu cho qubit giảm xuống còn 200 nano giây, thấp hơn rất nhiều so với các thiết bị đo thông thường (khoảng 100 micro giây).

Nhóm nghiên cứu đang xin tài trợ để thiết kế máy tính lượng tử với thiết bị đo mới này, hứa hẹn sẽ là một bước tiến mới trong công nghệ máy tính lượng tử.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature.

Diệu Huyền (CESTI) - Theo Techxplore.com