4 Phút Để Hiểu Rõ Về Máy Tính Lượng Tử ( Quantum Computer Là Gì ?
Chắc hẳn các bạn đều ít nhiều biết đến bom tấn đình đám vừa qua: Avengers: End game. Và nếu đã xem thì trong bộ phim này có một vài chi tiết mà có thể nói là “key” của bộ phim, đó là việc các anh hùng đã sử dụng công nghệ lượng tử để về quá khứ. Tuy rất hư cấu nhưng về lý thuyết thì trong phim và ngoài đời thực khá giống nhau, chỉ khác là “thực hành” thì hiện tại đang phải nhờ đến kĩ xảo
Máy tính lượng tử là gì?
Nếu tra cứu trên Google thì có rất nhiều kết quả tuy nhiên nó sẽ khiến chúng ta khá “nhăn não” để hiểu, để đúng với mục đích bài viết này thì mình đã chọn lọc được một định nghĩa dễ hiểu như sau:
Máy tính lượng tử là một loại máy tính sử dụng cơ học lượng tử để nó có thể thực hiện một số loại tính toán hiệu quả hơn so với máy tính thông thường.
Đang xem: Quantum computer là gì
Để giải thích máy tính lượng tử là gì, trước tiên chúng ta cần giải thích một chút về máy tính thông thường (không lượng tử).
Làm thế nào một máy tính thông thường lưu trữ thông tin
Một máy tính thông thường lưu trữ thông tin dưới dạng 0 và 1.
Các loại thông tin khác nhau, chẳng hạn như số, văn bản và hình ảnh có thể được trình bày theo cách này.
Mỗi đơn vị trong chuỗi 0 và 1 này được gọi là một bit. Vì vậy, một bit có thể được đặt thành 0 hoặc 1.
tiếp theo, nói về máy tính lượng tử?
Một máy tính lượng tử không sử dụng bit để lưu trữ thông tin. Thay vào đó, nó sử dụng qubit (Quantum bit).
Mỗi qubit không chỉ có thể được đặt thành 1 hoặc 0, mà còn có thể được đặt thành 1 và 0. Nhưng điều đó có nghĩa chính xác là gì?
Chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua một ví dụ đơn giản.
Một ví dụ đơn giản để hiểu cách thức máy tính lượng tử hoạt động
Bây giờ, giả sử bạn đang điều hành một công ty du lịch và bạn cần di chuyển một nhóm người từ địa điểm này sang địa điểm khác.
Để đơn giản, hãy nói rằng bạn chỉ cần di chuyển 3 người – A, B và C.
Và giả sử rằng bạn đã đặt 2 chiếc taxi cho mục đích này và bạn xếp chỗ, ai sẽ lên taxi nào.
Ngoài ra, giả sử ở đây bạn được cung cấp thông tin về ai thích ai và ai ghét ai:
A và B là bạn
A và C là kẻ thù
B và C là kẻ thù
Và giả sử rằng mục tiêu của bạn ở đây là chia nhóm 3 người này thành hai taxi để đạt được hai mục tiêu sau:
Tối đa hóa số lượng cặp bạn bè có chung xe
Giảm thiểu số lượng cặp kẻ thù chia sẻ cùng một chiếc xe
Được rồi, vì vậy đây là yêu cầu cơ bản của bài toán này. Trước tiên chúng ta hãy nghĩ về cách chúng ta sẽ giải quyết vấn đề này bằng máy tính thông thường.
Giải quyết vấn đề này với một máy tính thông thường
Hãy gắn nhãn hai taxi Taxi # 1 và Taxi # 0.
Sau đó, bạn có thể đại diện cho ai vào xe nào với 3 bit.
Xem thêm: Crypto Kitties – Download Game Nuôi Mèo Ảo
Ví dụ, chúng ta có thể thiết lập ba bit để 0 , 0 , và 1 đại diện:
A vào Taxi # 0
B vào Taxi # 0
C vào Taxi # 1
Vì có hai lựa chọn cho mỗi người, nên có 2 * 2 * 2 = 8 cách chia nhóm người này thành hai chiếc xe.
Dưới đây là danh sách tất cả các cấu hình có thể:
A | B | C
0 | 0 | 0
0 | 0 | 1
0 | 1 | 0
0 | 1 | 1
1 | 0 | 0
1 | 0 | 1
1 | 1 | 0
1 | 1 | 1
Sử dụng 3 bit, bạn có thể biểu diễn bất kỳ một trong những kết hợp này.
Tính điểm cho từng cấu hình
Bây giờ, sử dụng một máy tính thông thường, làm thế nào chúng ta sẽ xác định cách xếp nào là giải pháp tốt nhất?
Để làm điều này, hãy xác định cách chúng ta có thể tính điểm cho từng giải pháp. Điểm này sẽ đại diện cho mức độ mà mỗi giải pháp đạt được hai mục tiêu đã đề cập trước đó:
Tối đa hóa số lượng cặp bạn bè có chung xeGiảm thiểu số lượng cặp kẻ thù chia sẻ cùng một chiếc xe
Hãy đơn giản xác định điểm số như sau:
(số điểm của một giải pháp) = (# cặp bạn bè chia sẻ cùng một chiếc xe) – (# cặp kẻ thù chia sẻ cùng một chiếc xe)
Ví dụ: giả sử A, B và C đều vào Taxi # 1. Với ba bit, điều này có thể được biểu thị bằng 111 .
Trong trường hợp này, chỉ có một cặp bạn bè chia sẻ cùng một chiếc xe – A và B.
Tuy nhiên, có hai cặp kẻ thù chia sẻ cùng một chiếc xe – A và C, và B và C.
Vì vậy, tổng số điểm của cấu hình này là 1-2 = -1.
Giải quyết vấn đề
Với tất cả các thiết lập ở trên, cuối cùng chúng ta cũng có thể giải quyết vấn đề này.
Với một máy tính thông thường, để tìm cấu hình tốt nhất, về cơ bản bạn sẽ phải trải qua tất cả các cấu hình để xem cái nào đạt được điểm cao nhất.
Vì vậy, bạn có thể nghĩ về việc xây dựng một bảng như thế này:
A | B | C | Điểm
0 | 0 | 0 | -1
0 | 0 | 1 | 1
Bên cạnh Machine learning, Blockchain cũng như AI hay IoT thì Quantum Computing cũng là một xu hướng công nghệ không kém phần nổi bật với những đột phá mà nó mang lại, định hình mới cho nền công nghệ trong lương lai.
Chú thích thêm
Kiến thức trong bài được tham khảo từ D-Wave Systems.
D-Wave gần đây đã ra mắt môi trường đám mây để tương tác với máy tính lượng tử.
Nếu bạn là nhà phát triển và thực sự muốn thử sử dụng máy tính lượng tử, có lẽ đó là cách dễ nhất để làm điều đó.
Xem thêm: Electronic Funds Transfer At Point Of Sale ( Eftpos Là Gì Trong Tiếng Việt?
Nó được gọi là Leap và tại https://cloud.dwavesys.com/leap . Bạn có thể sử dụng nó miễn phí để giải quyết hàng ngàn vấn đề và họ cũng có các hướng dẫn dễ thực hiện khi bắt đầu với máy tính lượng tử sau khi bạn đăng ký. (Nhớ chọn Âu Mỹ nhé vì ở VN mình không khả dụng đâu)
Chú thích:
Trong bài viết này đã sử dụng thuật ngữ máy tính thông thường để chỉ một máy tính không lượng tử. Tuy nhiên, trong ngành điện toán lượng tử, máy tính không lượng tử thường được gọi là máy tính cổ điển.