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


Hiệu ứng Hall tiếp tục hé lộ những bí mật của nó trước các nhà toán học và nhà vật lí
11/08/2020
Một thí nghiệm đang mang lại những nhận thức tươi mới sau 40 năm khám phá hiệu ứng – và làm sôi động những hợp tác liên
Giải chi tiết mã đề 206 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020
10/08/2020
Cuộc chiến chống phe Trái đất phẳng
31/07/2020
Các nhà vật lí sẽ cảm thấy sốc, nhưng có rất nhiều người trên khắp thế giới vẫn đinh ninh rằng Trái đất là phẳng. Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 94)
29/07/2020
Rầm chữ I 1844 Richard Turner (khoảng 1798–1881), Decimus Burton (1800–1881) Có bao giờ bạn tự hỏi vì sao trong xây dựng người ta
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 93)
29/07/2020
Bảo toàn năng lượng 1843 James Prescott Joule (1818-1889)   “Định luật bảo toàn năng lượng đem lại… thứ gì đó để
Hàng trăm hadron
28/07/2020
Hadron bao gồm proton và neutron quen thuộc cấu tạo nên các nguyên tử của chúng ta, nhưng số lượng chúng còn đông hơn thế
Thí nghiệm LHCb tìm thấy một loại tetraquark mới
24/07/2020
Lần đầu tiên, nhóm hợp tác LHCb tại CERN quan sát thấy một hạt mới lạ được cấu tạo bởi bốn quark duyên (charm
Tìm kiếm một hằng số thích hợp
23/07/2020
Bằng cách đo phông nền vi sóng vũ trụ, sứ mệnh Planck đem lại cho chúng ta giá trị chính xác nhất từ trước đến nay của

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