Mặc dù thường mất nhiều thời gian kể từ khi chúng ta nói về điều gì đó mới liên quan đến thế giới điện toán lượng tử và chúng tôi biết tin tức, một điều gì đó có lẽ khiến bạn nghĩ rằng vấn đề này đang bị đóng băng hơn nhiều so với tưởng tượng, sự thật là ngược lại, chúng tôi có bằng chứng về những gì tôi nói trong tác phẩm mới vừa được tiết lộ bởi một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học New South Wales (Châu Úc).
Như nhóm các nhà nghiên cứu này đã xuất bản trong bài báo nói về công việc của họ, dường như họ đã có thể, sau nhiều tháng phát triển và thử nghiệm, tạo ra một kiến trúc mới cho tính toán lượng tử mà chúng ta có thể tạo ra rất nhiều chip lượng tử giá rẻ hơn, đơn giản để sản xuất và trên hết, một thứ rất quan trọng ngày nay, có khả năng cho phép khả năng mở rộng của hệ thống.
Điện toán lượng tử là gì?
Tại thời điểm này, chúng ta hãy chuyển sang ghi nhớ chính xác máy tính lượng tử là gì, đại khái và tất cả những gì nó cung cấp. Như giải thích ở cấp độ rất caoNếu không đi vào chi tiết, chúng ta có thể nói về thực tế là loại máy tính này sử dụng cái gọi là qubit hoặc các bit lượng tử. Lần lượt, những qubit này được tạo thành từ một loạt các hạt có hành vi lượng tử.
Đây chính là điểm khác biệt giữa chúng với các hệ thống máy tính thông thường, nơi mỗi bit, như bạn chắc chắn sẽ biết, chỉ có hai trạng thái khả dĩ, 0 hoặc 1. Thay vào đó, một qubit có thể ở một thời điểm nhất định 1 hoặc 0 nhưng cũng có thể là cả hai cùng một lúc, đây chính xác là lý do tại sao qbits có khả năng xử lý nhiều thông tin hơn một chút như chúng ta biết.
Một máy tính lượng tử phải được chế tạo bằng cách sử dụng nhiều qubit và các qubit này đến lượt nó phải được liên kết với nhau để tạo thành một mạng lưới lớn có khả năng thực hiện tất cả các phép tính lượng tử này. Ngày nay, các nhà nghiên cứu đã làm cho loại mạng này hoạt động miễn là không gian giữa các qubit khan hiếm nanomet, một cái gì đó đòi hỏi rằng tất cả các thành phần còn lại của hệ thống, chúng ta nói đến thiết bị điện tử điều khiển hoặc thiết bị đọc, trong số những thành phần khác, phải được sản xuất trên quy mô này.
Đại học New South Wales giới thiệu một kiến trúc mang tính cách mạng cho máy tính lượng tử
Một khi chúng ta tính đến tất cả những điều này, đã đến lúc quay trở lại công việc được thực hiện tại Đại học New South Wales, nơi rõ ràng là một qubit mới đã được phát triển có thể cách mạng hóa tính toán lượng tử như chúng ta đã biết. Rõ ràng, nhóm các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi Andrea Morello y Guilherme Tosi, đã tạo ra thứ mà chính họ đã làm báp têm qubit flip-flop, có kiến trúc mà chúng ta có thể làm cho bộ xử lý lượng tử rẻ hơn và dễ sản xuất hơn.
Thiết kế mới này có đặc biệt là được cấu tạo bởi các nguyên tử phốt pho riêng lẻ được cấy vào một chip silicon rất giống với chip được sử dụng ngày nay trong bất kỳ máy tính nào của chúng ta. Nhờ cấu hình mới này, các nhà phát triển giờ đây có thể mở rộng quy mô máy tính lượng tử của họ mà không cần phải định vị chính xác tất cả các nguyên tử, một cách tiếp cận ngày nay được sử dụng trong nhiều kỹ thuật khác được thiết kế để mở rộng các loại máy tính này.
Một trong những điểm khiến dự án này mang tính cách mạng là bằng cách sử dụng các electron và hạt nhân của nguyên tử phốt pho, các nhà nghiên cứu đã nhận ra rằng, trái ngược với những gì đang xảy ra ngày nay, không còn cần thiết phải đặt tất cả các thành phần gần nhau để có thể thực hiện các phép tính lượng tử. Về cơ bản, giờ đây các qubit có thể giao tiếp với nhau ở khoảng cách xa hơn nhiều nếu thông tin được mã hóa ở trạng thái lượng tử chung của electron và hạt nhân vì điều này có thể điều khiển bằng tín hiệu điện thay vì từ tính, do đó đảm bảo có đủ không gian để lắp đặt các kết nối, đường điều khiển và thiết bị đọc cần thiết mà không cần phải sản xuất ở quy mô nguyên tử.