Một nhóm các nhà khoa học Anh đã tạo ra một đột phá khoa học chấn động và đạt được ‘dịch chuyển tức thời’ (teleportation) bằng cách sử dụng siêu máy tính lượng tử.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Oxford tin rằng cột mốc này sẽ đưa điện toán lượng tử đến gần hơn với việc ứng dụng thực tế trên quy mô lớn.
Họ đã sử dụng một ‘giao diện mạng quang tử’ để liên kết thành công hai bộ xử lý lượng tử riêng biệt, tạo thành một máy tính lượng tử duy nhất được kết nối hoàn toàn.
Theo các trường đại học, điều này giúp giải quyết các thách thức tính toán trước đây nằm ngoài tầm với, mở ra khả năng vượt xa giới hạn của máy tính truyền thống.
Đột phá này giúp khắc phục vấn đề ‘khả năng mở rộng’ của công nghệ lượng tử, vốn đòi hỏi hàng triệu qubit nhưng không thể tích hợp hết vào một thiết bị duy nhất do kích thước khổng lồ.
Phương pháp mới liên kết các thiết bị lượng tử nhỏ lại với nhau, cho phép phân bổ tính toán trên toàn bộ mạng mà không giới hạn số lượng bộ xử lý có thể tham gia.
Dịch chuyển lượng tử của trạng thái đã từng được thực hiện, nhưng đây là lần đầu tiên dịch chuyển lượng tử của các cổng logic được chứng minh qua liên kết mạng.
Theo các nhà nghiên cứu, phát hiện này có thể đặt nền tảng cho một ‘mạng lượng tử’ siêu bảo mật, phục vụ truyền thông, tính toán và cảm biến ở khoảng cách xa.
Khái niệm này giống với siêu máy tính truyền thống, nơi nhiều máy tính nhỏ liên kết để tạo ra một hệ thống mạnh hơn, giúp vượt qua giới hạn của một thiết bị đơn lẻ.
Cách tiếp cận này giúp bảo toàn các thuộc tính lượng tử tinh vi, đảm bảo tính toán chính xác mà không cần tích hợp quá nhiều qubit vào một máy duy nhất.
Trưởng nhóm nghiên cứu, Dougal Main (Khoa Vật lý), cho biết: “Các nghiên cứu trước đây tập trung vào truyền trạng thái lượng tử giữa các hệ thống tách biệt về mặt vật lý.”
“Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng dịch chuyển lượng tử để tạo ra sự tương tác giữa các hệ thống, mở ra cách kết nối các bộ xử lý lượng tử riêng lẻ.”
“Bằng cách tinh chỉnh các tương tác, chúng tôi có thể thực hiện các cổng logic lượng tử giữa qubit nằm trong các máy tính lượng tử khác nhau.”
“Đột phá này giúp kết nối các bộ xử lý lượng tử rời rạc thành một máy tính lượng tử duy nhất, được liên kết hoàn toàn.”
Các nhà nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của phương pháp này bằng thuật toán tìm kiếm Grover, giúp tìm kiếm nhanh hơn nhiều so với máy tính truyền thống.
Thuật toán Grover tận dụng chồng chập và vướng víu lượng tử để kiểm tra nhiều khả năng song song, tăng tốc quá trình tìm kiếm trong tập dữ liệu lớn.
Việc triển khai thành công nhấn mạnh tiềm năng mở rộng điện toán lượng tử, giúp thực hiện các phép tính trong vài giờ thay vì nhiều năm như siêu máy tính hiện tại.
