Một nhóm nhà nghiên cứu từ Úc vừa công bố sự phát triển của mã sửa lỗi tôpô 3 chiều, một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực điện toán lượng tử.
Sơ đồ mới này cho phép sử dụng ít qubit vật lý hơn cho mỗi qubit logic, từ đó hứa hẹn sẽ thúc đẩy sự ra đời của "ổ cứng lượng tử" - một kho lưu trữ trạng thái lượng tử với hiệu suất tính toán vượt trội.
Theo các nhà khoa học, thời gian kết hợp của qubit (thời gian mà các trạng thái lượng tử vướng víu có thể được lưu giữ) rất ngắn do tính không ổn định cao của chúng. Mặc dù việc sửa lỗi trong điện toán cổ điển đã được chứng minh là hiệu quả, nhưng trong điện toán lượng tử, việc này phức tạp hơn nhiều. Các qubit yêu cầu các mã và cơ chế sửa lỗi riêng biệt.
Ổ cứng lượng tử mang đến nhiều lợi ích trong xử lý dữ liệu
ẢNH: CHỤP MÀN HÌNH
Phương pháp đột phá mở đường cho ổ cứng lượng tử
Phương pháp truyền thống để sửa lỗi trong điện toán lượng tử, được gọi là mã tôpô hay mã bề mặt, yêu cầu một số lượng lớn qubit vật lý để tạo ra qubit logic. Cụ thể, để mỗi qubit logic hoạt động mà không có lỗi cần tới 1.000 qubit vật lý. Điều này gây khó khăn trong việc xây dựng nền tảng điện toán lượng tử có thể mở rộng.
Nhóm nghiên cứu đã đặt mục tiêu thay thế mã bề mặt truyền thống bằng một phiên bản ba chiều giúp cải thiện khả năng sửa lỗi và tiết kiệm qubit vật lý. Trong báo cáo gần đây trên tạp chí Nature Communications, nhóm đã công bố thành công của mình.
Dominic Williamson, tác giả chính và là nhà nghiên cứu tại Viện Nano và Trường Vật lý thuộc Đại học Sydney (Úc), cho biết: "Kiến trúc lượng tử mà chúng tôi đề xuất sẽ yêu cầu ít qubit hơn để ngăn chặn nhiều lỗi hơn, từ đó giải phóng nhiều hơn cho quá trình xử lý lượng tử hữu ích".
Bản tóm tắt nghiên cứu nhấn mạnh: "Tiến bộ này rất quan trọng cho sự phát triển của máy tính lượng tử có thể mở rộng vì nó cho phép chúng tôi tạo ra các hệ thống bộ nhớ lượng tử nhỏ gọn hơn. Bằng cách giảm chi phí vật lý của qubit, kết quả này đã mở đường cho việc phát triển một "ổ cứng lượng tử" nhỏ gọn, một hệ thống bộ nhớ lượng tử hiệu quả có khả năng lưu trữ lượng thông tin lượng tử khổng lồ một cách đáng tin cậy".
Theo Thanh Niên
Sơ đồ mới này cho phép sử dụng ít qubit vật lý hơn cho mỗi qubit logic, từ đó hứa hẹn sẽ thúc đẩy sự ra đời của "ổ cứng lượng tử" - một kho lưu trữ trạng thái lượng tử với hiệu suất tính toán vượt trội.
Theo các nhà khoa học, thời gian kết hợp của qubit (thời gian mà các trạng thái lượng tử vướng víu có thể được lưu giữ) rất ngắn do tính không ổn định cao của chúng. Mặc dù việc sửa lỗi trong điện toán cổ điển đã được chứng minh là hiệu quả, nhưng trong điện toán lượng tử, việc này phức tạp hơn nhiều. Các qubit yêu cầu các mã và cơ chế sửa lỗi riêng biệt.
Ổ cứng lượng tử mang đến nhiều lợi ích trong xử lý dữ liệu
ẢNH: CHỤP MÀN HÌNH
Phương pháp đột phá mở đường cho ổ cứng lượng tử
Phương pháp truyền thống để sửa lỗi trong điện toán lượng tử, được gọi là mã tôpô hay mã bề mặt, yêu cầu một số lượng lớn qubit vật lý để tạo ra qubit logic. Cụ thể, để mỗi qubit logic hoạt động mà không có lỗi cần tới 1.000 qubit vật lý. Điều này gây khó khăn trong việc xây dựng nền tảng điện toán lượng tử có thể mở rộng.
Nhóm nghiên cứu đã đặt mục tiêu thay thế mã bề mặt truyền thống bằng một phiên bản ba chiều giúp cải thiện khả năng sửa lỗi và tiết kiệm qubit vật lý. Trong báo cáo gần đây trên tạp chí Nature Communications, nhóm đã công bố thành công của mình.
Dominic Williamson, tác giả chính và là nhà nghiên cứu tại Viện Nano và Trường Vật lý thuộc Đại học Sydney (Úc), cho biết: "Kiến trúc lượng tử mà chúng tôi đề xuất sẽ yêu cầu ít qubit hơn để ngăn chặn nhiều lỗi hơn, từ đó giải phóng nhiều hơn cho quá trình xử lý lượng tử hữu ích".
Bản tóm tắt nghiên cứu nhấn mạnh: "Tiến bộ này rất quan trọng cho sự phát triển của máy tính lượng tử có thể mở rộng vì nó cho phép chúng tôi tạo ra các hệ thống bộ nhớ lượng tử nhỏ gọn hơn. Bằng cách giảm chi phí vật lý của qubit, kết quả này đã mở đường cho việc phát triển một "ổ cứng lượng tử" nhỏ gọn, một hệ thống bộ nhớ lượng tử hiệu quả có khả năng lưu trữ lượng thông tin lượng tử khổng lồ một cách đáng tin cậy".
Theo Thanh Niên
