Trong tiêu đề “Hãy nói về khoa học”, hôm nay chúng tôi đề xuất xem xét vấn đề liên quan đến khám phá của các nhà khoa học Úc trong lĩnh vực công nghệ máy tính.
Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Sydney, do Giáo sư Arne Grimsmo đứng đầu, đang nghiên cứu các vấn đề của việc tạo ra và cải tiến cái gọi là máy tính lượng tử. Sự khác biệt giữa những máy tính này và những máy tính thông thường là ở công nghệ kế toán thông tin được sử dụng. Nếu trong máy tính thông thường, chúng hoạt động với các bit - một trong các giá trị 0 hoặc 1 tại một thời điểm hay cách khác, thì trong máy tính lượng tử các hoạt động đi với qubit (bit lượng tử), khi cả 0 và 1 có thể đồng thời. .
Ở dạng này hay dạng khác, máy tính lượng tử và các mô hình của chúng đã được giới thiệu từ đầu những năm 2000, nhưng sự phát triển của loại công nghệ này bị cản trở bởi các lỗi lượng tử liên tục “xuất hiện”. Trên thực tế, những lỗi này khiến cho việc sử dụng máy tính lượng tử có thể giải quyết được một số vấn đề nhỏ. Không có đủ tính linh hoạt quen thuộc với công nghệ máy tính.
Các nhà khoa học Australia rất nhiệt tình trong việc giảm thiểu số lỗi đã đề cập trong máy tính lượng tử.
Một nhóm các chuyên gia đã phát triển các mã hiệu chỉnh lượng tử đặc biệt. Các mã này được cấu trúc trong một không gian đặc biệt của một hệ lượng tử bao gồm các boson.
Arne Grimsmo:
Vẻ đẹp của những mã này là chúng độc lập với nền tảng và có thể được thiết kế để hoạt động với một loạt các hệ thống phần cứng lượng tử. Nhiều loại mã sửa lỗi bosonic khác nhau đã được chứng minh bằng thực nghiệm. Chúng tôi đã kết hợp các mã này thành một cấu trúc chung.
Các nhà khoa học báo cáo rằng chìa khóa để giảm số lỗi là việc sử dụng lý thuyết không gian Gilbert. Nó là một trừu tượng toán học cho phép vô hạn số chiều.
Từ tài liệu của các nhà khoa học Úc:
Máy tính lượng tử thực hiện nhiệm vụ của chúng bằng cách mã hóa thông tin bằng cách sử dụng chất chồng lượng tử, một khía cạnh cơ bản của tự nhiên mà kết quả cuối cùng của một hệ thống vật lý vẫn không chắc chắn cho đến khi nó được đo lường. Cho đến thời điểm này, thông tin tồn tại ở trạng thái của một số kết quả có thể xảy ra.
Các nhà khoa học trong nghiên cứu sử dụng "boson đơn giản nhất" - photon (phần không có khối lượng của năng lượng điện từ trong quang phổ khả kiến hoặc, nếu được đơn giản hóa, là "hạt ánh sáng"). Điều này làm cho nó có thể giảm số lượng lỗi trong các hệ thống lượng tử, trong đó việc tính toán được thực hiện cho một số hạt cùng một lúc, "có thể phân biệt được với nhau." Ví dụ, số lượng sai sót là rất cao khi các dòng ion và electron được coi là "chất mang" thông tin. Nhưng nếu chúng ta xem xét "các hạt không thể phân biệt" - các hạt photon giống nhau - thì chúng ta có thể giảm số lượng hệ thống lượng tử cần thiết để tạo ra một máy tính. Và ở đâu có ít hệ thống như vậy hơn, có ít lỗi hơn.
Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng công trình cơ bản của họ sẽ giúp xây dựng lộ trình cho khả năng chịu lỗi trong tính toán lượng tử và tạo ra máy tính lượng tử cho nhiều ứng dụng: từ giải quyết các vấn đề mật mã đến mô phỏng các quy trình công nghệ và tự nhiên siêu phức tạp.