Bước tiến thương mại máy vi tính lượng tử để bàn

Sự thịnh hành của các máy vi tính lượng tử để bàn siêu nhanh tương lai có một bước tiến gần hơn sau khi các nhà khoa học tạo ra một phân tử có chức năng như một qubit ổn định.

Sự thịnh hành của các máy vi tính lượng tử để bàn siêu nhanh tương lai có một bước tiến gần hơn sau khi các nhà khoa học tạo ra một phân tử có chức năng như một qubit ổn định.

Qubit là đơn vị thông tin lượng tử tương đương với đơn vị bit được sử dụng trong các máy vi tính truyền thống, nhưng hiện chúng chỉ có khả năng lưu giữ thông tin trong các phân vùng rất nhỏ của một giây.

Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng, một phức hợp phân tử vanadi, cacbon và lưu huỳnh có thể cung cấp giải pháp cho vấn đề này.

Thế giới kỳ lạ của các hạt hạ nguyên tử nghĩa là qubit có thể tồn tại trong 3 trạng thái cùng một lúc chứ không phải chỉ là nhị phân 1 hoặc 0 bit thông thường. Điều này có nghĩa là chúng có thể thực hiện nhiều phép tính song song và lưu giữ được nhiều thông tin hơn so với bit bình thường.

Trong một máy tính lượng tử, dữ liệu được mã hóa trong “vòng quay” hoặc định hướng từ trường của các electron riêng lẻ. Không những chúng có thể ở một trong 2 trạng thái quay “lên” và “xuống”, mà còn là một “siêu vị trí” cả “lên” và “xuống”.

Ví dụ, một máy tính chỉ với 1.000 qubit có thể dễ dàng bẻ khóa mã hóa hiện đại, trong khi các game trên điện thoại thông minh như Angry Birds thường sử dụng 40.000 bit thông thường để chạy.

Tuy nhiên, các nhà khoa học phải đối mặt với một thách thức là việc qubit duy trì tình trạng “siêu vị trí” của chúng trong một thời gian dài nhất định. Hầu hết các qubit sử dụng các trạng thái “quay” của electron, nhưng những cái tạo ra cho đến nay có xu hướng tuổi thọ hạn chế.

Tiến sĩ Danna Freedman- nhà hóa học thuộc ĐH Northwestern ở Evanston, Illinois và các cộng sự của mình cho rằng, họ đã tìm ra phương pháp làm chúng duy trì trạng thái đó được lâu hơn.

Các nhà nghiên cứu cho biết phân tử của họ, trong đó có một lõi vanadi bao quanh bởi “cánh tay” cacbon và lưu huỳnh, thực hiện chức năng của mình nhanh hơn so với các qubit quay điện tử khác, trong đó có khả năng duy trì một trạng thái “siêu vị trí” trong vài micro giây.

Các nhà khoa học đã cố gắng chế tạo các máy vi tính lượng tử trong nhiều thập kỷ với hy vọng mang đến một thế hệ máy vi tính mạnh mẽ và nhanh chóng. Bước đột phá này có thể mở đường cho việc sản xuất thương mại “chén thánh” đầu tiên của máy tính siêu nhanh.

HẢI HUỲNH (Nguồn: Journal ACS Central Science)