Giới khoa học đã đạt một bước tiến quan trọng trong việc tạo ra máy tính lượng tử, phục vụ cho mọi nhu cầu hằng ngày của con người trong tương lai.
Những nghiên cứu gần đây liên quan đến thuật toán lượng tử thuộc 2 nhóm nghiên cứu sinh độc lập đã thu hút người đọc trên arXiv. Nội dung của chúng xoay quanh việc tận dụng các thuật toán thông minh để giải phương trình vi phân phi tuyến.
Thuật toán lượng tử là thuật toán chạy bằng mô hình thực tế của tính toán lượng tử. Trong đó, mô hình tính toán thông qua mạch lượng tử được sử dụng phổ biến nhất.
Nếu nhìn các bài nghiên cứu này dưới góc nhìn khoa học, chúng ta có thể kết luận rằng đây là tiền đề cho một chiếc máy tính có thể “đóng băng thời gian”, nhằm xử lý các vấn đề cần có lời giải ngay lập tức.
Phương trình tuyến tính là thứ mà máy tính cổ điển có thể giải một cách nhanh chóng thông qua một vài phép toán nhị phân đơn giản. Nhưng phương trình vi phân phi tuyến thường quá khó nhằn, thậm chí bất khả thi để giải kể cả với chiếc máy tính truyền thống mạnh nhất hiện tại.
Máy tính lượng tử có thể là đáp án cho việc giải quyết các vấn đề cực kỳ phức tạp mà máy tính ngày nay chưa làm được. (Ảnh: IoT Practitioner).
Khi máy tính giải quyết một bài toán về phương trình vi phân phi tuyến, về cơ bản chúng đang dự đoán tương lai.
Ngày nay, trí tuệ nhân tạo hoạt động trên các máy tính truyền thống có thể bắt được hình ảnh một quả bóng đang bay giữa không trung và có đủ thông tin để dự đoán quỹ đạo bay của nó. Ta có thể thêm nhiều quả bóng nữa, và máy tính vẫn có thể thực hiện tốt tác vụ trên.
Tuy nhiên ở một quy mô lớn hơn với số lượng cá thể lớn hơn nhiều lần, máy tính truyền thống có thể bị vượt ngưỡng xử lý và sẽ không thể dự đoán đúng những tác vụ như vậy. Theo lý giải của nhà nghiên cứu lượng tử Andrew Childs, đó là lý do chúng ta không thể dự đoán chính xác được thời tiết.
Tuy nhiên, máy tính lượng tử không tuân thủ các quy tắc nhị phân. Thay vì xử lý từng tác vụ như máy tính cổ điển, chúng có thể xử lý tất cả cùng một lúc. Điều này có nghĩa, chúng có thể xừ lý các vấn đề khó hơn như dự đoán vị trí của mọi vật thể trong cùng một khoảng thời gian nhất định.
Điều này có ý nghĩa như thế nào với nhân loại? Máy tính cổ điển đã hiện đại hóa đời sống con người một cách đáng kể. Sự xuất hiện của chúng đã trở thành một phần không thể thiếu của cuộc sống chúng ta. Vậy chúng ta cần thêm máy tính lượng tử để làm gì?
Khi đề cập đến khả năng đóng băng thời gian của máy tính lượng tử, nó không có nghĩa là cho thời gian thực dừng lại, mà đơn giản là ta đang nói đến một chiếc máy tính đủ mạnh để có thể chạy những thuật toán mang cấp độ phân tử với độ chính xác cao và gần như không có thời gian chờ.
Để đơn giản hóa vấn đề, ta có thể tưởng tượng, trong tương lai, khi bị hàng tá mảnh vỡ kính bắn về phía mình. Thì ngay trong thời khắc kính vỡ, máy tính lượng tử đã có đủ thông tin cũng như dự đoán được quỹ đạo, điểm rơi của từng mảnh kính và lập tức điều khiển drone chặn chúng lại tránh làm con người bị thương. Đó là điều nằm ngoài khả năng của một chiếc máy tính cổ điển ngày nay.
Điều đó cho thấy trong một tương lai gần, máy tính lượng tử sẽ hoạt động liên tục trong thời gian thực, giải quyết các vấn đề phát sinh ngay thời khắc chúng vừa xảy ra và nắm giữ nhiều trọng trách quan trọng của xã hội.