The Conversation: Cuộc đua toàn cầu nhằm chế tạo máy tính lượng tử thực tiễn vừa có một bước tiến lớn

Bài viết của khách mời Animesh Datta, Giáo sư Khoa học Thông tin Lượng tử, Đại học Warwick, cho The Conversation

Trong cuộc đua toàn cầu để chế tạo những chiếc máy tính lượng tử lớn hơn và tốt hơn, các nhà nghiên cứu đã tiến thêm một bước. Một cỗ máy mới mang tên Helios là một hệ thống hoàn toàn khác biệt so với các máy tính lượng tử khác.

Máy tính lượng tử tận dụng sức mạnh của cơ học lượng tử, các quy luật chi phối cách vật lý vận hành ở quy mô nguyên tử và hạ nguyên tử.

Trong số các thiết kế khác nhau cho những cỗ máy như vậy, Helios là một máy tính lượng tử bẫy ion, có nghĩa là nó sử dụng các nguyên tử tích điện lơ lửng trong không gian tự do bằng trường điện từ.

Nó hoạt động bằng cách sử dụng 98 qubit – đơn vị thông tin mà máy tính lượng tử sử dụng để xử lý dữ liệu. Số lượng qubit này khiến nó trở thành máy tính lượng tử bẫy ion lớn nhất được chế tạo cho đến nay. Quantinuum, công ty đứng sau thiết bị này, có trụ sở tại Cambridge, Vương quốc Anh và Broomfield, Colorado, đã trình diễn các cỗ máy trước đó hoạt động với 32 qubit vào năm 2023 và 56 qubit vào năm 2025.

Helios và các thế hệ tiền nhiệm của nó sử dụng kiến trúc (hoặc cấu trúc vận hành) với các vùng riêng biệt để lưu trữ và xử lý thông tin lượng tử. Kiến trúc này được gọi là QCCD (thiết bị ghép điện tích lượng tử) và được phát minh vào năm 2002. Điều này tương tự như kiến trúc của máy tính cổ điển có bộ nhớ để lưu trữ (ổ đĩa cứng, ổ đĩa thể rắn) và bộ vi xử lý riêng biệt (CPU, GPU).