MeoBong7981
New member
Mấy chục năm nay, máy tính lượng tử đã khiến giới nghiên cứu dược phẩm, các điệp viên bí ẩn và BigTech phải "thèm chảy nước miếng" không ít thì nhiều
Nếu mà những cỗ máy xịn xò này được hoàn thiện, chúng sẽ giúp tăng tốc độ nghiên cứu thuốc, mã hóa và giải mã thông tin, cùng hỗ trợ AI xử lý núi dữ liệu của chúng ta một cách siêu đỉnh. Máy tính lượng tử hoạt động dựa trên nguyên lý chồng chập - tức là một vật thể có thể tồn tại ở hai trạng thái cùng một lúc (nghe hơi mind-blowing nhỉ? ).
Giải thích cho dễ hiểu nè: Chip máy tính thông thường trong điện thoại hay siêu máy tính của chúng ta hoạt động với các bóng bán dẫn (transistor) xử lý thông tin dạng nhị phân - tức là chỉ có 0 hoặc 1 thôi. Còn máy tính lượng tử thì sử dụng qubits - thứ có thể tồn tại đồng thời cả 0 VÀ 1 luôn!
Nhưng mà... qubits này hơi "mong manh" một tí Chỉ cần có một ảnh hưởng nhỏ xíu là tính toán sai hết. May mắn là hai nhà vật lý đỉnh cao Robert Schoelkopf và Michel Devoret từ Đại học Yale đã đi tiên phong trong việc "thuần hóa" chúng. Họ sử dụng vật liệu siêu dẫn (loại vật liệu không có trở kháng ở nhiệt độ cực thấp) để tạo ra một không gian mà thuật toán lượng tử có thể hoạt động ngon lành
Qubits hoạt động nhờ vào rất nhiều thành phần phức tạp đấy! Một bức tường toàn máy phát vi sóng sinh ra xung điện từ, xuyên qua một mê cung dây cáp và khiến qubits "sống dậy". Để tạo ra môi trường lạnh cóng, các máy bơm bên ngoài thổi khí heli-3 vào ống đồng. Khí heli-3 này bị nén, hóa lỏng và làm lạnh đến mức... Cần cả một ngày để đạt nhiệt độ 0,01 Kelvin, tức là âm 273,1 độ C luôn á!
Lạnh đến mức tưởng tượng không nổi!Những sinh viên trong phòng thí nghiệm làm việc theo team đã phải mất tận hai tuần để kết nối các đường dây của bộ phận làm lạnh này. Vất vả ghê chưa!
Tấm wafer dài 2,54cm được làm từ đá hồng ngọc tổng hợp (fancy nha!) và được phủ bởi một lớp nhôm siêu mỏng chỉ 100nm. Ở nhiệt độ cực thấp đó, các hạt ánh sáng sẽ chuyển điểm kết nối vào trạng thái chồng chất. Còn những dải lượn sóng thì thu thập kết quả từ qubit
Muốn tính toán những bài toán phức tạp hơn là việc tung đồng xu thì cần cả một nhóm qubit chứ không phải một con đơn lẻ nha. Có các khối đặc biệt để kết nối các qubit lại với nhau. Team nghiên cứu tại Yale đã thiết kế những khối này với từng mục đích cụ thể: số khối xử lý dữ liệu, số khác thu thập, số nữa khuếch đại nó. Sử dụng các khối này thật thuần thục chính là chìa khóa để xây dựng máy tính lượng tử xịn sò
Bên trong buồng lạnh phải yên tĩnh tuyệt đối luôn á! Bất kỳ nhiễu tĩnh điện nào cũng có thể khiến tính toán bay màu hết. Chiếc van một chiều này có nhiệm vụ lọc các nhiễu đó, đặc biệt là nhiễu từ chính phòng thí nghiệm
Dĩ nhiên không phải mọi thứ đều diễn ra trong buồng lạnh rồi. Một máy phân tích mạng đảm bảo cáp vi sóng hoạt động đúng như thiết kế. Một thiết bị khác quản lý máy bơm lạnh và các loại van. Teamwork makes the dream work mà! ️
Các nhà nghiên cứu phải thường xuyên tự thiết kế và chế tạo những thành phần riêng cho thí nghiệm của mình. Đó có thể là kết nối các khối qubits hoặc mạng lưới qubit để tạo ra thành phần mới. Kiểu như DIY nhưng phiên bản khoa học vũ trụ ấy
Ngoài ra, trong phòng thí nghiệm còn có đủ loại thiết bị cũ nữa đấy. Chúng đóng vai trò dự phòng trong trường hợp cần thay thế gấp. Luôn chuẩn bị plan B là phải!
Nguồn: soha.vn