Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 94)

Các thuật toán lượng tử

Thuật toán là một thủ tục tuần tự từng bước cho máy vi tính biết cách giải quyết một vấn đề hay thực thi một tác vụ. Các thuật toán bình thường có thể chạy trên máy tính lượng tử, nhưng cũng có những thuật toán lượng tử được thiết kế đặc biệt để khai thác khả năng xử lí song song cố hữu của các qubit.

Bởi các thuật toán này hoạt động trên nguyên tắc tìm nghiệm từ một trong hai đáp số (0 hoặc 1, đúng hoặc sai, và vân vân), nên chúng không thể làm bất kì điều gì phi lí, hay không thể thực hiện trên lí thuyết đối với một máy vi tính thông thường. Tuy nhiên, cái chúng có thể làm được là giải các bài toán nhanh hơn nhiều. Một nhiệm vụ mà một máy vi tính thông thường cần hàng thế kỉ để hoàn tất, thì nếu sử dụng một thuật toán lượng tử vấn đề có thể được giải quyết chỉ trong vài ba phút.

Các thuật toán ấy tận dụng các cổng lô gic lượng tử để hoạt động trên số lượng qubit đã cho của dữ liệu input, đạt đỉnh điểm trong một phép đo làm biểu lộ kết quả. Trong số các thuật toán lượng tử, quan trọng nhất là thuật toán Grover và thuật toán Shor.

Các thuật toán lượng tử

Sửa lỗi lượng tử

Các máy tính lượng tử quá tinh vi, thành ra chỉ việc nhìn vào chúng thôi là bạn đã có thể làm thay đổi trạng thái của các qubit theo nghĩa đen. Sự mất kết hợp tất yếu sẽ gây ra ‘nhiễu’, và các cổng lô gic thi thoảng sẽ trục trặc, y hệt như vẫn thường xảy ra trong máy tính cổ điển. Theo thông lệ, cách đơn giản nhất để sửa các lỗi như thế là thông qua sự đọ dôi, nghĩa là các bit thông tin được sao chép và gửi đi nhiều lần. Nếu có sai sót phát sinh, thì sự lặp lại sẽ trở nên lộn xộn và máy tính có thể phát hiện và sửa lỗi.

Thật không may, thủ thuật này không hoạt động đối với các qubit. Chúng ta không thể sao chép các trạng thái lượng tử của chúng bởi lẽ chúng ta không biết chúng ở trạng thái nào. Điều này được gọi là ‘định lí cấm nhân dòng’. Tuy nhiên, thông tin lưu trữ trên mỗi qubit có thể phân tán sang nhiều qubit bởi sự liên đới, chẳng hạn mã hóa nó thành spin của ba electron. Một khi làm như vậy, thì các sai sót có thể được phát hiện bởi các gọi là ‘phép đo hội chứng’ không gây nhiễu đối với sự chồng chất, và đề xuất những thủ tục hồi phục đa dạng có thể sửa lỗi mà không gây ra thêm sự mất kết hợp.

Sửa lỗi lượng tử

Vật lí Lượng tử Tốc hành
Gemma Lavender
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | 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
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

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

Đọc nhiều trong tháng



Bài viết chuyên đề

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