Chip của Google đánh bại siêu máy tính nhanh nhất

Vi xử lý lượng tử Sycamore được Google giới thiệu năm 2019, được hãng coi là cột mốc đầu tiên trong quá trình phát triển máy tính lượng tử. Ảnh: Google.

Một nhóm kỹ sư, chuyên gia vật lý và lượng tử tại Google Research mới đây đã tìm ra cách để giảm tiếng ồn xuống một mức độ nhất định, tạo tiền đề cho chip lượng tử Sycamore của hãng đánh bại mọi cỗ máy nhanh nhất thế giới.

Trong nhiều thập kỷ qua, các nhà khoa học máy tính đã cố gắng xây dựng một cỗ máy lượng tử thực sự hữu ích. Mục đích của máy tính lượng tử là giải các phép tính mà siêu máy tính cổ điển phải mất hàng trăm, hàng nghìn hoặc thậm chí hàng triệu năm để hoàn thành.

Tuy nhiên, một trong những rào cản lớn nhất mà các nhà nghiên cứu phải đối mặt là sai số do tiếng ồn môi trường gây ra.

Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu tại Google cuối cùng đã tìm ra lời giải. Cụ thể, chip lượng tử Sycamore sẽ được đặt vào buồng gần như không độ tuyệt đối khi đang chạy.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, ngay cả những mức giảm nhỏ về tiếng ồn, chẳng hạn như từ tỷ lệ không lỗi từ 99,4% xuống 99,7% cũng dẫn đến những thay đổi đáng kể về hiệu suất.

Bên cạnh đó, trong khi phân tích đầu ra của Sycamore, các nhà khoa học của Google đã phát hiện ra rằng khi chạy ở chế độ có nhiều nhiễu trong khi thực hiện phép tính lấy mẫu mạch ngẫu nhiên (RCS), nó có thể bị đánh bại bởi các siêu máy tính cổ điển.

Tuy nhiên, khi độ nhiễu được hạ xuống một ngưỡng nhất định, phép tính của Sycamore sẽ trở nên đủ phức tạp để việc "sao chép" nó trở nên bất khả thi.

Theo phát hiện được công bố trên Nature, siêu máy tính cổ điển nhanh nhất thế giới sẽ mất 10.000 tỷ năm để theo kịp Sycamore ở trạng thái này.

Google Sycamore là một hệ thống máy tính lượng tử có năng lực tính toán gấp hàng triệu lần siêu máy tính mạnh nhất thế giới hiện nay, hứa hẹn một tương lai mới cho khoa học.

Sức mạnh của cỗ máy này đến từ cách lưu trữ và xử lý thông tin. Trên máy tính thông thường, dữ liệu chỉ tồn tại ở trạng thái 1 hoặc 0 trong một thời điểm. Máy tính lượng tử sử dụng các bit lượng tử (qubit), sự kết hợp đồng thời cả 2 giá trị này.