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


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 92)
05/07/2020
Hiệu ứng Doppler 1842 Christian Andreas Doppler (1803–1853), Christophorus Henricus Diedericus Buys Ballot (1817–1890) “Khi viên sĩ quan cảnh
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 91)
05/07/2020
Quang học sợi 1841 Jean-Daniel Colladon (1802–1893), Charles Kuen Kao (sinh 1933), George Alfred Hockham (sinh 1938)   Khoa học về sợi
Thời gian có thật sự trôi không?
28/06/2020
Các định luật vật lí hàm ý rằng sự trôi qua của thời gian là một ảo giác. Để né tránh kết luận này, chúng ta phải suy
Chuyện kể của một hạt muon
19/06/2020
Khám phá muon từng khiến các nhà vật lí bối rối. Ngày nay, các thí nghiệm quốc tế sử dụng hạt vốn từng khó hiểu này để
Vì sao lực hấp dẫn khác với những lực còn lại?
17/06/2020
Chúng tôi hỏi bốn nhà vật lí tại sao lực hấp dẫn lạc lõng trong số các lực của tự nhiên. Và chúng tôi nhận được bốn
Cấp độ trong vật lí học
13/06/2020
Không giống triết học, logic học, hay toán học thuần túy, vật lí là một khoa học vừa mang tính kinh nghiệm vừa mang tính định
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần cuối)
13/06/2020
TRIẾT HỌC VÀ KHOA HỌC THẦN KINH Cuộc tranh luận giữa Nguyên lý Copernican và Nguyên lý Nhân loại cũng tạo ra tiếng vang trong khoa
Các nghịch lí Zeno
09/06/2020
ACHILLES VÀ CON RÙA “Mọi chuyển động đều là ảo giác.” Xếp thứ nhất trong chín nghịch lí của chúng ta có từ hai thiên

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