Đột phá mới trong xử lý nhiễu điện toán lượng tử

Tập đoàn công nghệ Mỹ IBM và công ty khởi nghiệp Israel Qedma vừa công bố một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực điện toán lượng tử, khi lần đầu tiên thực hiện thành công một phép tính vật lý có độ phức tạp vượt khả năng xử lý của siêu máy tính mạnh nhất thế giới hiện nay.

Biểu tượng của IBM. Ảnh: AFP/TTXVN

Theo phóng viên TTXVN tại Tel Aviv, thí nghiệm được thực hiện trên bộ xử lý lượng tử sử dụng công nghệ siêu dẫn với 72 qubit vật lý. Nhờ các thuật toán giảm nhiễu do Qedma phát triển, hệ thống đạt hiệu năng tương đương 74 qubit logic, vượt khả năng mô phỏng của siêu máy tính có khoảng 700.000 lõi xử lý.

Một trong những thách thức lớn nhất của điện toán lượng tử là hiện tượng "nhiễu", khiến các qubit - đơn vị cơ bản của máy tính lượng tử - dễ mất trạng thái ổn định và làm gia tăng tỷ lệ sai số trong quá trình tính toán. Theo IBM, công nghệ của Qedma đã giúp giảm đáng kể ảnh hưởng của hiện tượng nhiễu, qua đó nâng cao độ chính xác của phép tính.

Để kiểm chứng kết quả, nhóm nghiên cứu tiếp tục thực hiện cùng phép thử trên hệ thống lượng tử của công ty Mỹ Quantinuum, vốn sử dụng công nghệ bẫy ion khác với công nghệ của IBM. Hai hệ thống cho kết quả tương đồng, tạo thêm cơ sở để nhóm nghiên cứu chuẩn bị công bố kết quả trên một tạp chí khoa học quốc tế.

Công ty khởi nghiệp Qedma do Tiến sĩ Asif Sinay và Giáo sư Dorit Aharonov, những nhà khoa học từng công tác tại Đại học Hebrew ở Jerusalem, thành lập. Công ty phát triển các thuật toán tối ưu hóa phép đo nhằm giảm sai số của qubit mà không cần tăng đáng kể số lượng phần cứng.

Theo Tiến sĩ Sinay, kết quả nghiên cứu chưa đồng nghĩa với việc điện toán lượng tử đã sẵn sàng cho ứng dụng thương mại quy mô lớn nhưng là dấu mốc quan trọng chứng minh tính khả thi của công nghệ. Ông Sinay dự báo ngành điện toán lượng tử có thể đạt bước đột phá thương mại trong khoảng 3 năm tới nếu tốc độ cải tiến hiện nay được duy trì.

Các chuyên gia nhận định điện toán lượng tử có tiềm năng tạo ra cuộc cách mạng trong nhiều lĩnh vực như phát triển thuốc mới, thiết kế vật liệu, tối ưu hóa logistics và mô phỏng các hệ thống vật lý phức tạp. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn phát triển do tỷ lệ sai số của qubit còn cao và việc xây dựng các hệ thống lượng tử quy mô lớn vẫn là thách thức lớn đối với toàn ngành.