Một đột phá mới, quan trọng trong ngành điện toán lượng tử mà các nhà khoa học ở Đại học Griffith và Queensland, Úc vừa mới công bố hôm đầu tuần này (28-3) là lần đầu tiên, họ vừa tìm được cách đơn giản hóa một hoạt động logic phức tạp trong điện toán lượng tử có tên là "cổng Fredkin". Phát triển này được đăng tải chi tiết trong tạp chí khoa học Science Advances, và giới khoa học xem đây là một trong những bước tiến lớn, giúp đưa điện toán lượng tử vào đời sống.
Raj Patel, nhà khoa học ở đại học Griffith về công nghệ lượng tử, cho biết: "Bộ não của một máy tính lượng tử gồm một chuỗi các cổng logic. Giống như một bức tường lớn, gồm rất nhiều viên gạch nhỏ, các mạch lượng tử lớn đòi hỏi rất nhiều cổng logic nhỏ để chúng hoạt động. Tuy vậy, nếu chúng ta sử dụng viên gạch lớn để xây bức tường thì cần ít gạch hơn sử dụng gạch nhỏ".
 |
| Cổng Fredkin trong điện toán lượng tử được giới các nhà khoa học trong ngành xem là bước đột phá mới. |
Patel và đội ngũ tiến hành thí nghiệm với một loại cổng logic đặc thù tên là cổng Fredkin, gồm hai qubit, là đơn vị tính toán nhỏ nhất trong điện toán lượng tử, sẽ hoán đổi giá trị cho nhau tùy vào giá trị của qubit thứ ba.
Thí nghiệm này minh họa cách tạo các mạch lượng tử lớn hơn, theo cách trực tiếp là sử dụng photon mà không dùng các cổng logic nhỏ.
Timothy Ralph, đồng tác giả ở đại học Queensland, cho rằng: "Cổng Fredkin cũng có thể được dùng để so sánh trực tiếp hai tập qubit, nhằm xác định xem liệu chúng có giống nhau hay không. Điều này không chỉ có ích trong mặt xử lý tính toán mà còn là tính năng thiết yếu trong các giao thức truyền thông bảo mật lượng tử, là mục tiêu xác định sự khác biệt giữa hai chuỗi giá trị, hoặc ứng dụng cho chữ ký số."
Thành công này về điện toán lượng tử có thể là tiền đề giúp các nhà khoa học rút ngắn thời gian hoàn thành một chiếc máy tính lượng tử hoàn chỉnh, là ý tưởng có từ những năm 1980. Tuy vậy, do bản chất của qubit không ổn định nên mục tiêu này tuy đã hơn 3 thập kỷ qua vẫn chưa đạt được những tiến bộ đáng kể.
Điện toán lượng tử ứng dụng hai đặc tính cơ bản mà qubit có, đó là vị trí không cố định và tính đồng hợp. Không như bit thông thường là chỉ tồn tại một trong hai trạng thái, 0 hoặc 1, qubit có thể tồn tại ở cả hai trạng thái cùng lúc. Tính không cố định này của qubit cùng với tính đồng hợp cao của lượng tử (là cho dù chúng tách nhau về mặt vật lý nhưng vẫn phản ứng như thể chúng có liên kết với nhau) là những gì mà điện toán lượng tử hứa hẹn sẽ vượt trội hơn nền tảng điện toán hiện thời dựa trên bit.