Máy tính lượng tử H2-1 phá kỷ lục thế giới về "ưu thế lượng tử", vượt trội hơn hiệu suất của máy tính lượng tử Sycamore (Google) khoảng 100 lần.
Nhóm nhà khoa học tại công ty điện toán lượng tử Mỹ Quantinuum đã thực hiện nhiều bài kiểm tra để đánh giá hiệu suất của H2-1, máy tính lượng tử mới tích hợp 56 qubit, và chất lượng các qubit được sử dụng, Live Science hôm 11/7 đưa tin. Kết quả nghiên cứu công bố trên cơ sở dữ liệu arXiv.
Máy tính lượng tử của Quantinuum. (Ảnh: Quantinuum).
Máy tính lượng tử có thể thực hiện nhiều phép tính song song nhờ các quy luật của cơ học lượng tử và sự vướng víu giữa các qubit, trong khi máy tính truyền thống chỉ có thể hoạt động theo trình tự. Việc thêm qubit vào hệ thống làm tăng sức mạnh của máy tính theo lũy thừa. Giới khoa học dự đoán, trong tương lai, máy tính lượng tử sẽ chỉ mất vài giây để thực hiện các phép tính phức tạp mà siêu máy tính truyền thống phải mất hàng nghìn năm.
Điểm mà máy tính lượng tử vượt qua máy tính truyền thống gọi là ưu thế lượng tử, nhưng để đạt cột mốc này theo cách thực tế, máy tính lượng tử cần hàng triệu qubit. Cỗ máy lớn nhất hiện nay chỉ có khoảng 1.000 qubit. Lý do cần số lượng qubit khổng lồ như vậy cho ưu thế lượng tử là chúng vốn dễ bị lỗi, do đó, cần rất nhiều qubit để sửa những lỗi đó. Hiện nay, nhiều nhà nghiên cứu tập trung vào việc phát triển các qubit đáng tin cậy hơn thay vì chỉ thêm qubit.
Trong nghiên cứu mới, nhóm chuyên gia kiểm tra độ chính xác dữ liệu đầu ra của H2-1 bằng giao thức Đánh giá entropy chéo tuyến tính (XEB). XEB cho ra kết quả từ 0 (toàn bộ đầu ra có lỗi) đến 1 (hoàn toàn không có lỗi).
Google lần đầu tiên kiểm tra máy tính lượng tử Sycamore bằng XEB vào năm 2019, chứng minh rằng nó có thể hoàn thành một phép tính trong 200 giây mà siêu máy tính mạnh nhất thời điểm đó cần tới 10.000 năm. Họ ghi nhận kết quả XEB là khoảng 0,002 với 53 qubit siêu dẫn tích hợp trong Sycamore.
Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học tại Quantinuum và JPMorgan, Viện Công nghệ California (Caltech), Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne, ghi nhận điểm XEB khoảng 0,35. Điều này đồng nghĩa, máy tính lượng tử H2-1 với 56 qubit cho ra kết quả mà không tạo lỗi trong 35% thời gian.
"35% là bước tiến đáng kể hướng tới giới hạn độ chính xác 100% - mức lý tưởng", Quantinuum cho biết. Bên cạnh đó, máy tính lượng tử mới còn chạy các thuật toán với mức năng lượng tiêu thụ ít hơn 30.000 lần so với máy tính truyền thống.