Nvidia tuyên bố đạt bước tiến mới trên con đường đến máy tính lượng tử dựa trên GPU

Trong khi tiến triển trong việc phát triển một máy tính lượng tử hữu ích đã ổn định trong nhiều thập kỷ, các nhà vật lý vẫn chưa đồng lòng về con đường chính xác nào để đạt được sự sáng tạo cuối cùng của họ.

Vật lý lượng tử

Các máy tính lượng tử hoạt động khác biệt so với các máy tính cổ điển của chúng. Các máy tính mà chúng ta sử dụng hàng ngày, như cái mà bạn đang đọc bài viết này, dựa vào các công tắc nhị phân để tiến hành các phép tính. Nhưng người anh em của chúng trong lĩnh vực lượng tử tận dụng bản chất vật lý, thông qua việc sử dụng các qubit, để tiến hành các phép tính phức tạp hơn nhiều so với những con số 0 và 1 một mình có thể thực hiện.

Có nhiều học thuyết khi nói đến cách chính xác để xây dựng một máy tính lượng tử và tất cả đều liên quan đến cơ sở cơ sở hạ tầng cực kỳ đắt tiền, kỹ thuật cận biên và nghiên cứu đột phá vào các khái niệm toán học lý thuyết và vật lý.

Có thể nói, hai cách tiếp cận phổ biến nhất được khám phá hiện nay là cổng lượng tử và Annealing lượng tử. Sự khác biệt giữa hai phương pháp này rất rõ ràng, cũng như khả năng tiềm năng của họ.

Nvidia đang làm việc để phát triển một hệ thống Annealing lượng tử. Kinh nghiệm lớn về GPU trong cả hai lĩnh vực chơi game và trí tuệ nhân tạo đặt nó ở vị trí độc đáo để tiến hành nghiên cứu máy tính lượng tử thông qua các mô phỏng siêu máy tính.

Siêu máy tính so với siêu cụm

Theo bài báo nghiên cứu vừa được công bố, các nhà nghiên cứu Nvidia đã tận dụng hàng trăm ngàn GPU, trong một số cụm riêng biệt, để mô phỏng hành vi của một hệ thống Annealing lượng tử.

Các loại mô phỏng này thường được thực hiện trên siêu máy tính có cụm CPU hoặc các kiến trúc tương tự. Nhưng GPU tiên phong của Nvidia mang lại một sự lựa chọn mạnh mẽ.

Nghiên cứu của Nvidia mô tả cách đội đã sử dụng các mô phỏng lượng tử dựa trên GPU này để giải quyết một vấn đề lỗi thời gặp phải trong các hệ thống Annealing nơi các hạt từ tính được sử dụng trong máy tính lượng tử sẽ “đột ngột thay đổi hành vi của họ.”

Thống qua các mô phỏng, đội đã tìm ra một giải pháp đề xuất liên quan đến sự thao tác trường từ tính. Khi triển khai, điều này có thể đưa các hệ thống lượng tử Annealers dịch vụ đầy đủ tiến gần hơn đến thị trường. 

Ứng dụng trong tương lai

Các hệ thống Annealing lượng tử là một loại đặc biệt của máy tính lượng tử đang được phát triển để giải quyết các vấn đề cụ thể. Không giống như máy tính lượng tử dựa trên cổng, chúng không được thiết kế để làm việc trên các nhiệm vụ chung.

Có vẻ như chúng sẽ được phát triển theo cách tùy chỉnh để giải quyết các vấn đề được đặt ra trong lĩnh vực tối ưu hóa. Các ngành có khả năng bị ảnh hưởng nhất bởi các hệ thống Annealing lượng tử bao gồm cảm biến lượng tử, giao thông vận tải, vận chuyển và logistics, năng lượng, tài chính và blockchain.

Trong lĩnh vực tài chính, ví dụ, các nhà khoa học dự đoán hệ thống máy tính lượng tử có thể tăng đáng kể độ chính xác trong các lĩnh vực dự báo và quản lý danh mục và đa dạng hóa.

Liên quan: Phát hành DARPA nhấn mạnh khó khăn trong việc phát triển các giải pháp tài chính lượng tử