Quang cao chinh 20
Quảng cáo chính 2
Quảng cáo chính 13
Quảng cáo chính 4
Quảng cáo chính 1
Phòng thí nghiệm của Google vừa thực hiện việc đặt một con chip vào cỗ máy hình trụ và làm lạnh nó xuống nhiệt độ thấp hơn 150 lần so với những vùng bên ngoài vũ trụ. Chiếc máy tính thần kỳ mà Google đang tìm kiếm khai thác những đặc tính kỳ lạ của vật lý lượng tử, vốn chỉ xảy ra trong những điều kiện siêu cực như con chip ở môi trường siêu lạnh kia. Hệ thống này cho phép một lập trình viên Google hoàn thành những tính toán chỉ trong khoảng thời gian nghỉ giải lao uống cà phê ngắn ngủi, trong khi cùng những tính toán đó, một cỗ máy siêu máy tính của ngày nay sẽ phải mất hàng triệu năm mới giải được. Phần mềm mà Google đã phát triển trên những chiếc máy lái xe hay trả lời câu hỏi có thể trở nên thông minh hơn gấp bội nhờ hệ thống máy tính mới này. Đây còn được xem là niềm hi vọng của những ý tưởng trong tương lai mà Google đang ấp ủ như  robot cứu nạn hay khả năng giao tiếp giống như con người của máy.
 
Những nền tảng lý thuyết của điện toán lượng tử đã được thiết lập rõ ràng, và các nhà vật lý học đã có thể tạo ra những đơn vị cơ bản, gọi là qubit, mà từ đó một chiếc máy tính lượng tử sẽ được tạo thành. Nhưng cho đến hiện tại, vẫn chưa có một máy tính lượng tử thực sự, có thể sử dụng được (tham khảo “Silicon - chìa khoá cho điện toán lượng tử”).
 
Google và máy tính lượng tử có thể là một cặp đôi hoàn hảo trong thế giới thuật toán, một công ty có niềm đam mê dữ liệu không bao giờ nguôi. Nhưng Google cũng có chiến lược cấp bách hơn: công nghệ đưa dữ liệu thành thông tin, và thậm chí là tạo ra trí thông minh từ đó.
 
Google đã được lập nên để thương mại hóa thuật toán xếp hạng các trang Web, và từ đó xây dựng nền tảng tài chính của hãng thông qua đó để bán quảng cáo và lựa chọn mục tiêu cho quảng cáo. Gần đây hơn, Google đã đầu tư nhiều vào việc phát triển phần mềm thông minh – trí tuệ nhân tạo, có thể học cách hiểu ngôn ngữ hay hình ảnh, lý luận ở mức cơ bản, hay lái xe trong luồng giao thông – đều là những thứ khó nhằn đối với máy tính thông thường, nhưng theo dự đoán là sẽ trở nên dễ dàng đối với máy tính lượng tử.
 
Hệ thống máy tính lượng tử của D-Wave - vốn đã được NASA đưa vào sử dụng
 
Giấc mơ lượng tử của Google
Viễn cảnh một chiếc máy tính lượng tử hữu dụng có vẻ vẫn còn xa vời. Các nhà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm chưa thể tạo ra một cỗ máy đơn giản để chứng minh được khái niệm này. Một công ty khởi nghiệp của Canada - D-Wave Systems, đã từng giới thiệu chiếc máy mà họ gọi là “máy tính lượng tử trên thị trường đầu tiên trên thế giới”. Nhưng suốt hàng năm vẫn chưa thuyết phục được các chuyên gia rằng các cỗ máy đó đang thực sự hoạt động như một chiếc máy tính lượng tử trong lý thuyết.  Tuy nhiên, cho đến khi được Google sử dụng thì những cỗ máy lượng tử D-Wave đang dần trở thành hiện thực.
 
Trong một thí nghiệm gần đây, chip siêu dẫn trong máy tính của D-Wave – gọi là bộ phận ủ lượng tử – đã có khả năng hoạt động nhanh hơn 100 triệu lần so với bộ vi xử lý thông thường. Tuy vậy, những ưu điểm kiểu như vậy cần trở nên hữu dụng trong việc tính toán thực tế, chứ không chỉ trong các thí nghiệm gò bó. Ngoài ra, còn đó hàng loạt khiếm khuyết cần phải xử lý để máy tính lượng tử trở thành công nghệ thực sự. Các chuyên gia máy tính thì cho rằng hiện nay các qubit trong chip của D-Wave chưa đủ tin cậy, và hệ thống phần cứng chưa đáp ứng được nhu cầu thực tế.
 
Chiếc máy tính lượng tử của Google đang sử dụng không chỉ sẽ cạnh tranh với bất kỳ những cải tiến nào D-Wave có thể làm, mà cũng cạnh tranh với các đối thủ trực tiếp là Microsoft và IBM, vốn cũng đang có những dự án máy tính lượng tử của riêng họ. Tuy nhiên, các công ty công nghệ lớn đang tập trung vào những dự án mà có lẽ phải mất nhiều thời gian hơn nữa mới có thể đưa ra ứng dụng thực tế được.
 
Về phía dự án của Google, nhóm nghiên cứu dự tính có thể chế tạo một bộ ủ lượng tử 100 qubit sớm nhất là vào năm 2017. Chip mới nhất của D-Wave đã có 1.097 qubit, nhưng Google cho rằng một chip chất lượng cao với ít qubit và có ứng dụng trong thực tế sẽ được ưu tiên hơn. Bởi bộ ủ lượng tử chỉ có thể chạy một thuật toán nhất định, và nó phải phù hợp với những lĩnh vực mà Google quan tâm nhất.
 
John Martinis
 
Người kiến tạo giấc mơ
John Martinis, 57 tuổi, là nhân vật hoàn hảo để đưa một lĩnh vực vật lý lượng tử rắc rối đến không tưởng trở thành một ngành kỹ thuật mới. Đó là lý do tại sao Google đưa giáo sư vật lý này về điều hành dự án lượng tử của mình. John Martinis không chỉ có khả năng xử lý phần toán học phức tạp, mà còn có khả năng chế tạo thiết bị. Vận hành chỉ một qubit cũng đã là bài toán phức tạp, dựa trên cơ sở lý thuyết lượng tử, vật lý chất rắn, khoa học vật liệu, chế tạo vi mô, thiết kế cơ khí, và điện tử thông thường. Mới thấy rằng Martinis và đội ngũ của ông phải am hiểu sâu trong nhiều lĩnh vực như vậy.
 
Trạng thái của qubit rất dễ thay đổi. Do vậy, khó khăn trong việc tạo ra các qubit đủ ổn định là lý do tại sao chúng ta vẫn chưa có máy tính lượng tử. Nhưng Martinis đã giải bài toán này trong suốt 11 năm, và dường như ông sắp đến đích. Thời gian ổn định của những qubit ông tạo ra, tức khoảng thời gian mà chúng có thể giữ trạng thái chồng chập, là hàng micro giây - dài hơn khoảng 10.000 lần so với những thông số của chip D-Wave.
 
Hồi tháng 3/2015, Martinis và đội của ông đã trở thành những người đầu tiên tạo ra những qubit có độ tin cậy đối với máy tính lượng tử. Martinis dự tính sẽ đưa ra chiếc máy tính lượng tử phổ quát hoàn thành với khoảng 100 qubit vào cùng khoảng thời gian mà ông sẽ cung cấp cho Google bộ ủ lượng tử mới, vào khoảng 2 năm sau. Đó sẽ là một cột mốc lớn trong khoa học tính toán, nhưng nhiều khả năng là nó sẽ chưa thể giúp ích ngay được cho các lập trình viên của Google. Tuy nhiên, Martinis cho rằng một khi đã làm cho qubit trở nên đủ ổn định để có thể ghép 100 qubit lại với nhau vào một chip lượng tử phổ quát thì con đường để kết hợp được nhiều qubit hơn nữa sẽ mở ra. Ông nói: "Mở rộng quy mô thì rất dễ nhưng giữ cho chúng ổn định mới là khó".
 
Một kiến trúc lượng tử đang được phát triển mới
 
Máy tính lượng tử của Google.
 
 
Thuật toán lượng tử
Khi Martinis giải thích rằng tại sao Google cần công nghệ lượng tử mà mình đang phát triển. Ông thẳng thắng cho rằng “các thuật toán học máy (machine learning) thực ra khá là ngớ ngẩn và chúng cần không biết bao nhiêu ví dụ để máy tính học được một điều cơ bản”.
 
Thật vậy, việc học máy mà Google và các công ty máy tính khác đang sử dụng thực sự không hiệu quả khi so với cách mà con người hay động vật học những kỹ năng hay kiến thức mới. Dạy cho một phần mềm những điều mới, như cách nhận diện xe ô tô và con mèo trong hình ảnh, thường cần hàng ngàn hay hàng triệu những ví dụ được lựa chọn và ghi chú cẩn thận. Mặc dù một kỹ thuật gọi là học sâu gần đây đã cho ra những cải tiến đáng kể trong độ chính xác của các phần mềm dùng để học cách hiểu được hình ảnh và lời nói, những lĩnh vực phức tạp hơn như là hiểu được những hàm ý trong ngôn ngữ vẫn còn nằm ngoài tầm với của máy móc.
 
Sức mạnh phi thường của qubit sẽ rút ngắn được khoảng cách giữa việc học máy và việc học của sinh vật, tạo ra cuộc cách mạng trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo. “Học máy sẽ được chuyển hóa thành học lượng tử”, Martinis cho hay. Điều này có nghĩa là sẽ xuất hiện những phần mềm có thể học từ dữ liệu tổng hợp hay học mà không cần phải có lệnh trực tiếp.
 
Ví dụ như, các nhà nghiên cứu của Google đã thiết kế thuật toán mà họ nghĩ rằng có thể cho phép máy tự học được một điều mới, ngay cả khi dữ liệu không thực sự đầy đủ. Các chuyên gia cho rằng sức mạnh tính toán dựa trên lượng tử có thể sẽ là chìa khóa để cho máy tính trang bị những khả năng mà hiện nay chỉ con người mới có được
 
Về mặt thực tế, khi tạm thời Google chỉ có cỗ máy của D-Wave để thử nghiệm, các nhà nghiên cứu của hãng chưa thể làm được gì hơn là suy đoán về việc họ có thể làm những điều gì với chip mà Martinis đang chế tạo.
 
Ngay cả khi có được chip, các nhà nghiên cứu cũng sẽ mất thời gian để xây dựng cơ sở hạ tầng cần thiết để vận hành số lượng lớn những thiết bị đặc biệt này, từ đó mới có thể tiếp tục các dự án hỗ trợ cho việc kinh doanh của Google.
 
 
Qubit là gì
Máy tính lượng tử hoạt động theo các nguyên tắc của vật lý lượng tử, là vật lý của những thành phần vô cùng nhỏ, như là electron và photon. Trong máy tính thông thường, một transistor chứa một “bit” thông tin nhị phân, 0 hoặc là 1. Nhưng trong máy tính lượng tử, các qubit cũng có thể đạt được một trạng thái gọi là chồng chập (Principle of superposition) lượng tử, về cơ bản nó chứa vừa 0 vừa là 1. Những qubit đang chồng chập có thể được liên kết với nhau qua hiện tượng gọi là liên kết lượng tử, nghĩa là một hành động tác động lên một qubit sẽ có ảnh hưởng tức thì lên qubit kia. Những hiệu ứng này cho phép một tính toán trong máy tính lượng tử thực hiện được một số lượng công việc, rất nhiều tính toán trong máy vi tính thông thường. Trong vài trường hợp, lợi thế của máy tính lượng tử so với máy tính thông thường, là khả năng xử lý tăng theo cấp số nhân theo lượng dữ liệu.
 
 
Cỗ máy D-Wave
Công ty D-Wave tại Canada đã cho ra đời chiếc máy tính lượng tử có khả năng thương mại hóa đầu tiên mang tên D-Wave One hồi năm 2007. Đây là cỗ máy tính lượng tử sử dụng tiến trình “phép ủ lượng tử” (tiếng Anh) với hệ thống 128 qubit. Số qubit này phân thành 16 ngăn, mỗi ngăn gồm 8 qubit và được tạo ra bởi các vòng siêu dẫn. Trong một bài kiểm tra, D-Wave chỉ cần một giây để xử lý các phép tính mà máy tính thường phải mất 10.000 năm mới giải được.
 
Phiên bản D-Wave 2 chứa chip máy tính Niobium được làm lạnh ở -273 độ C. Theo D-Wave Systems, điện năng tiêu tốn chủ yếu là cho hệ thống làm lạnh. Toàn bộ D-Wave tiêu tốn khoảng 15kW, trong khi chip lượng tử chỉ sử dụng một phần nhỏ của 1microwatt.

(pcworld)

Tin tức khác
0888342020

Công ty TNHH Điện tử công nghệ Tường An - TAKO * Giấy CNĐKDN: 0101910340 cấp ngày 25/06/2010 do Sở Kế Hoạch Và Đầu Tư TP. HN cấp * Người đại diện: Nguyen Hanh

Địa chỉ: Số 3 lô 1C khu đô thị Trung Yên (ngõ 58 Trung Kính rẽ phải), Phường Trung Hoà, Quận Cầu Giấy, Hà Nội.* Chi Nhánh: 172/10 Đặng Văn Ngữ, P.13, Q. Phú Nhuận, thành phố Hồ Chí Minh * Điện thoại: (024) 37 833 833