(Ảnh: Getty Images/ Da-kuk)
Một nhóm các nhà vật lý đã đề xuất sử dụng bảng mạch thời gian được chế tạo từ tinh thể thời gian để sửa lỗi trong máy tính lượng tử.
Khai thác tiềm năng của máy tính lượng tử
Máy tính lượng tử được kỳ vọng sẽ cách mạng hóa ngành điện toán với khả năng tính toán vượt trội của chúng. Một số nhiệm vụ quá phức tạp đối với máy tính cổ điển, khi được máy tính lượng tử giải quyết, có thể biến đổi nhiều lĩnh vực như y học, hậu cần, giáo dục, tài chính và quốc phòng.
Tuy nhiên, máy tính lượng tử vẫn còn trong giai đoạn trứng nước, và tại thời điểm này, chưa ai có thể thành công trong việc tạo ra một máy tính lượng tử có ý nghĩa. Đã có những nỗ lực nhằm xây dựng các loại máy tính mong muốn; vấn đề là tất cả chúng đều gặp phải các vấn đề khác nhau, hầu hết trong số đó được coi là có khả năng giải quyết được.
Một trong những thách thức lớn là việc tạo ra một số lượng lớn lỗi trong máy tính lượng tử, cùng với những kết quả tốt. Các lỗi trên máy tính lượng tử xảy ra vì trong khi các phép tính đang diễn ra, các qubit đang tương tác. Những tương tác này khiến trạng thái lượng tử của chúng và thông tin mà chúng nắm giữ bị suy giảm.
Giải quyết các lỗi trong máy tính lượng tử
Một bài báo gần đây của một nhóm gồm ba nhà khoa học từ Uniwersytet Jagielloński của Ba Lan và Đại học Công nghệ Swinburne ở Úc đề xuất một tinh thể thời gian như một thành phần trung tâm cho máy tính lượng tử. Chi tiết về nghiên cứu của họ được thảo luận trong bài báo “Time-tronics: từ bảng mạch in thời gian đến máy tính lượng tử.“
Một đề xuất mới của Krzysztof Giergiel, Krzysztof Sacha và Peter Hannaford liên quan đến ý tưởng cho phép các qubit hoạt động cùng nhau theo cách ngăn chặn sự tương tác của chúng dẫn đến suy thoái. Kế hoạch do các nhà nghiên cứu này đề xuất sẽ liên quan đến một bảng mạch thời gian.
Đó sẽ là một bảng mạch được làm từ các nguyên tử cực lạnh di chuyển theo các mô hình lặp lại có hình dạng tương tự như những mô hình được thấy ở tinh thể bình thường. Điều này sẽ tạo thành thứ mà các nhà nghiên cứu gọi là tinh thể thời gian.
Trong vật lý vật chất ngưng tụ, tinh thể thời gian là một hệ lượng tử nhiều vật thể có các thành phần chuyển động tuần hoàn lặp lại ở trạng thái cơ bản. Khái niệm này được giới thiệu vào khoảng giữa những năm 2010.
Một tinh thể thời gian do đó sẽ lặp lại cấu trúc của nó theo thời gian, giống như một tinh thể bình thường có cấu trúc lặp lại trong không gian. Tinh thể thời gian gần giống như những cỗ máy chuyển động vĩnh cửu, trong đó các sắp xếp nguyên tử hoặc hạt liên tục thay đổi từ cái này sang cái khác trong các phân đoạn thời gian lặp lại trong một chuỗi các hạt vô tận.
Trong trường hợp như vậy, các qubit sẽ không bao giờ khuếch tán vì chúng là một phần của máy tính lượng tử và liên tục chuyển động; do đó, chúng có thể truyền qua nhau và tương tác với nhau theo cách mà chúng không bị suy giảm.
Theo nhóm nghiên cứu, thiết kế như vậy sẽ cho phép các qubit ở xa tương tác theo những cách mà các thiết kế hiện tại không thể thực hiện được. Ngoài ra, họ tin rằng điều này sẽ mở ra các tùy chọn cho quá trình xử lý phức tạp hơn.
Kết quả vẫn còn là lý thuyết, và các nhà vật lý vẫn chưa chế tạo được máy tính như vậy. Họ tuyên bố đang nghiên cứu một máy tính dựa trên việc sử dụng kali siêu lạnh để tạo ra tinh thể thời gian được đề xuất.
Nguồn ScienceTimes