Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 91)

Điện toán lượng tử

Máy tính lượng tử hứa hẹn làm thay đổi thế giới theo những cách mà chúng ta không thể hình dung nổi. Kỉ nguyên thông tin của chúng ta đã chứng kiến chúng ta đắm mình trong dữ liệu – từ truyền thông xã hội cho đến kết quả của các thí nghiệm khoa học – và máy tính kĩ thuật số truyền thống đang vật vã phân tích những lượng thông tin đồ sộ. Tuy nhiên, máy tính lượng tử với sức mạnh xử lí song song sẽ đương đầu được với những thách thức này.

Trong khi máy tính kĩ thuật số lưu trữ thông tin dưới dạng các ‘bit’ nhị phân nhận giá trị hoặc 0 hoặc 1, máy tính lượng tử sử dụng sự chồng chất trạng thái lượng tử của các hạt để lưu trữ thông tin trong những bộ phận gọi là qubit. Sự chồng chất làm gia tăng tốc độ xử lí của máy tính lượng tử: trong khi máy tính thông thường chỉ thực hiện mỗi lần một phép tính, thì máy tính lượng tử có thể thực thi hàng triệu phép tính đồng thời. Trong tương lai, những dụng cụ quyền năng này sẽ có thể sàng lọc và phân tích lượng dữ liệu khổng lồ, giải được những bài toán phức tạp có thể áp dụng cho những lĩnh vực như lập mô phỏng môi trường, điều trị bệnh và nghiên cứu chính thế giới lượng tử.

Điện toán lượng tử

Qubit

Hãy nghĩ qubit là một lượng tử thông tin – đơn vị nhỏ nhất và đơn giản nhất có thể của thông tin. Khác biệt giữa qubit và bit kĩ thuật số là ở chỗ, trong khi một bit thông thường chỉ có thể nhận một trong hai trạng thái (0 hoặc 1, đúng hoặc sai, yes hoặc no), thì một qubit có thể tồn tại đồng thời vừa là 0 vừa là 1, vừa đúng vừa sai, vừa yes vừa no. Đây là vì các trạng thái lượng tử của nó bị chồng chất, kiểu như con mèo của Schrödinger, cho đến khi một phép đo được thực thi. Các qubit có thể là từng nguyên tử, từng ion, electron, ngưng tụ Bose-Einstein, các mạch siêu dẫn gọi là lớp chuyển tiếp Josephson hoặc thậm chí các photon ánh sáng.

Thông tin trong một qubit được mã hóa thành các tính chất lượng tử của nó, ví dụ như spin của một electron hay phân cực của một photon. Số lượng trạng thái khả dĩ bằng 2N ứng với N qubit, thành ra hai qubit có thể xử lí bốn trạng thái đồng thời, và sáu qubit có thể xử lí 64 trạng thái đồng thời. Mỗi qubit rốt lại chỉ có thể cho ra một đáp số khi tiến hành đo, nhưng sự chồng chất các trạng thái đem lại sức mạnh xử lí cực lớn.

Qubit

Vật lí Lượng tử Tốc hành
Gemma Lavender
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>
Phần tiếp theo >> 

TẢI XUỐNG EBOOK

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 60)
11/11/2019
Định luật Coulomb về Tĩnh điện 1785 Charles-Augustin Coulomb (1736–1806) “Chúng ta gọi ngọn lửa của đám mây đen ấy là
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 59)
11/11/2019
Lỗ đen 1783 John Michell (1724-1793), Karl Schwarzschild (1873-1916), John Archibald Wheeler (1911-2008), Stephen William Hawking (1942-2018) Các nhà
Chuyển động của các hành tinh đặt ra giới hạn mới lên khối lượng graviton
11/11/2019
Có thể dùng chuyển động của các hành tinh để đưa ra ước tính tốt nhất cho giới hạn trên của khối lượng graviton – một
Đi tìm nguồn gốc của khái niệm du hành thời gian
10/11/2019
Giấc mơ du hành xuyên thời gian vốn đã xưa cũ và ở đâu cũng có. Thế nhưng niềm hứng khởi của con người đối với sự du
Thorium decahydride siêu dẫn ở 161 K
09/11/2019
Một nhóm nhà khoa học, dưới sự chỉ đạo của Artem Oganov ở Skoltech và Viện Vật lí và Công nghệ Moscow, và Ivan Troyan ở Viện
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 92)
09/11/2019
Các kiểu máy tính lượng tử Các nhà vật lí đang phát triển máy tính lượng tử không kì vọng chế tạo được ngay một mẫu
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 91)
09/11/2019
Điện toán lượng tử Máy tính lượng tử hứa hẹn làm thay đổi thế giới theo những cách mà chúng ta không thể hình dung nổi.
Định luật Coulomb về tĩnh điện (Phần 2)
08/11/2019
Charles-Augustin de Coulomb (1736–1806), nhà vật lí Pháp nổi tiếng với định luật mô tả lực tương tác giữa hai điện tích

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com