Điện toán lượng tử được nhắc đến với những ứng dụng từ tương lai. Chính xác điện toán lượng tử là gì? Nó đang được hoạt động và ứng dụng như thế nào?
Contents
Điện toán lượng tử là gì?
Theo wiki: Điện toán lượng tử hay Quantum Computing là phương pháp xử lý thông tin thần tốc. Để làm được điều đó, người ta ứng dụng nguyên lý cơ học của lượng tử để tính toán các phép tính phức tạp nhằm rút ngắn thời gian thực hiện.
Điện toán lượng tử được tính toán qua bít lượng tử hay Quantum Bit (Qubit). Đây là đơn vị thông tin cơ bản, đóng vai trò như các bít cổ điển trong quá trình tính toán. Tuy nhiên thay vì chỉ có thể giữ vị trí 1 hoặc 0 thì Qubit có thể giữ nhiều trạng thái.
Nguyên tắc điện toán lượng tử
Điện toán lượng tử tuân theo các nguyên tắc sau đây:
Chồng chập
Tương tự sóng trong vật lý cổ điển, chồng chập được hiểu là kết hợp 2 hoặc nhiều trạng thái để tạo thành 1 trạng thái hợp lệ mới. Điều này đồng nghĩa với việc bạn có thể trình bày chúng dưới dạng tổng của 2 hoặc nhiều trạng thái riêng biệt khác.
Chính sự chồng chập này đem đến cho máy tính lượng tử tính song song. Cho phép người dùng cùng lúc xử lý nhiều thao tác.
Mất liên kết
Mất liên kết chính là mất đi trạng thái lượng tử của 1 Qubit. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình huống này như bức xạ, các yếu tố môi trường,… Điều này đặt ra 1 thách thức mới trong công cuộc xây dựng máy tính lượng tử. Mục đích cuối cùng là trì hoãn sự mất liên kết hoặc xây dựng cấu trúc để bảo vệ Qubit trước tác động môi trường.
Liên đới
Liên đới xảy ra giữa 2 hoặc nhiều hệ thống, từ 1 trong số đó người dùng có thể nắm bắt được thông tin của hệ thống còn lại. Mối quan hệ liên đới lượng tử giúp đẩy nhanh tốc độ xử lý, giải quyết vấn đề phức tạp.
Khi đo 1 trạng thái lượng tử, hàm sóng bị sụp đổ. Lúc này bạn chỉ có thể đo chúng ở dạng số 0 hoặc 1. Trong trạng thái đã biết hoặc tất định, Qubit vận hành như 1 bit truyền thống. Thông qua mối quan hệ liên đới để tạo môi trường tương quan giữa các Qubit khác.
Ứng dụng của điện toán lượng tử
Hiện đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, chúng ta có thể điểm qua vài ví dụ như sau:
ML
ML hay máy học là quá trình phân tích 1 lượng dữ liệu lớn nhằm đưa ra quyết định, dự đoán chính xác hơn. Nghiên cứu này đã và đang được thực hiện và ứng dụng trong các lĩnh vực vật lý, công nghiệp và khoa học như mô phỏng, tối ưu hóa phân tử.
Ở thời điểm hiện tại nó đang được đẩy mạnh nghiên cứu để tính toán, phán đoán trong các giao dịch, dịch vụ tài chính. Từ đó đưa ra dự báo biến động thị trường, cải thiện hiệu quả sản xuất,…
Mô phỏng
Mô phỏng là ứng dụng phổ biến của điện toán lượng tử, giúp miêu tả chính xác quy mô, tốc độ và sự phức tạp của các vật liệu thuốc hay phân tử. Độ chính xác này các siêu máy tính hiện nay cũng khó có thể đạt được. Điều này đã được ứng dụng trong hóa học để thực hiện các thí nghiệm được cho là bất khả thi.
Tối ưu hóa
Công nghệ này cũng được dùng để cải thiện, thúc đẩy quá trình phát triển & nghiên cứu trong lĩnh vực sản xuất, chuỗi cung ứng.
Ví dụ: Công nghệ này được dùng để rút ngắn thời gian của quy trình sản xuất bằng cách tối ưu các yếu tố, giảm độ phức tạp trong quy trình thực hiện. Nó cũng được dùng trong giải phóng vốn, giảm lãi suất hoặc cải thiện chất lượng dịch vụ, sản phẩm.
Cách để bắt đầu sử dụng điện toán lượng tử?
Muốn sử dụng điện toán lượng tử, chúng ta cần bắt đầu bằng mô phỏng phần cứng lượng tử của máy cục bộ. Trình mô phỏng sử dụng là phần mềm dùng cho hành vi lượng tử trên hệ thống máy tính truyền thống. Nó cho phép dự báo các trạng thái lượng tử nhưng không thể tái tạo hành vi lượng tử thực tế.
Ngoài ra để đơn giản hơn, các đơn vị có thể tham khảo dịch vụ điện toán lượng tử đám mây mà không cần đầu tư phần cứng đắt tiền.
Trên đây là toàn bộ thông tin về điện toán lượng tử cũng như các nguyên tắc, ứng dụng và cách sử dụng. Mong rằng bài viết có thể mang đến cho bạn nguồn tham khảo hữu ích!
