Trong số tất cả các điệp khúc phổ biến trong thế giới máy tính, cụm từ “giá mà phần mềm đuổi kịp phần cứng” có lẽ sẽ xếp hạng khá cao. Chưa hết, phần mềm đôi khi bắt kịp phần cứng. Trên thực tế, có vẻ như lần này, phần mềm có thể mở khóa các tính toán lượng tử cho các máy tính cổ điển. Đó là theo các nhà nghiên cứu của Trung tâm Điện toán lượng tử RIKEN, Nhật Bản, người đã xuất bản công trình về một thuật toán giúp tăng tốc đáng kể khối lượng công việc điện toán lượng tử cụ thể. Đáng kể hơn, bản thân khối lượng công việc – được gọi là toán tử tiến hóa thời gian – có ứng dụng trong vật lý vật chất ngưng tụ và hóa học lượng tử, hai lĩnh vực có thể mở ra những thế giới mới trong thế giới của chúng ta.
Thông thường, một thuật toán cải tiến sẽ không hoàn toàn khác thường; Rốt cuộc, các bản cập nhật ở khắp mọi nơi. Mọi bản cập nhật ứng dụng, cập nhật phần mềm hoặc nâng cấp chương trình cơ sở về cơ bản đều mang lại mã sửa đổi để giải quyết vấn đề hoặc cải thiện hiệu suất (hy vọng vậy). Và các thuật toán được cải thiện rất tốt, vì bất kỳ ai có card đồ họa của AMD hoặc NVIDIA đều có thể chứng thực. Nhưng hãy đối mặt với sự thật: Chúng tôi đã từng thất vọng với các bản cập nhật hiệu suất.
Tuy nhiên, trong trường hợp này, hiệu suất đạt được là phi thường. Quả thật, kết quả khó có thể ấn tượng hơn. Thông qua thuật toán cải tiến (bản thân nó là sự kết hợp giữa các phương pháp lượng tử và cổ điển), các máy tính lượng tử trong tương lai có thể được tạo ra đơn giản hơn chúng ta tưởng: chúng sẽ có thể giải quyết các vấn đề lớn hơn sớm hơn chúng ta mong đợi và với chi phí thấp hơn. Nhưng hiệu suất đạt được không dừng lại ở đó. Họ có thể làm cho các máy thông thường có thể xử lý mức độ phức tạp mà chỉ một máy tính lượng tử mới có thể giải quyết được.
Kaoru Mizuta thuộc Trung tâm Điện toán Lượng tử RIKEN giải thích: “Các toán tử tiến hóa theo thời gian là những lưới số khổng lồ mô tả các hành vi phức tạp của vật liệu lượng tử. “Chúng có tầm quan trọng rất lớn vì chúng mang lại cho máy tính lượng tử một ứng dụng rất thực tế – hiểu rõ hơn về hóa học lượng tử và vật lý của chất rắn.”
Việc cải tiến thuật toán không còn phù hợp với các máy tính lượng tử sử dụng kỹ thuật Trotterization được triển khai cho đến nay – một kỹ thuật vốn đã bị nghi ngờ là không bền vững để mở rộng quy mô lâu dài. Đó là do kỹ thuật này yêu cầu số lượng cổng lượng tử khổng lồ, với mỗi cổng yêu cầu một số lượng qubit khác nhau được lập trình để thực hiện một chức năng nhất định. Ngay cả Condor QPU (Bộ xử lý lượng tử) 1.121 qubit của IBM, dự kiến được phát hành trong năm nay, cũng khó có thể kích hoạt nhiều cổng lượng tử như Trotterization dự kiến sẽ yêu cầu đối với khối lượng công việc thực sự có ý nghĩa gì đó trong điện toán lượng tử điều kiện.
Không, điện toán lượng tử sẽ không xảy ra trong điện thoại thông minh của chúng ta. Theo một cách nào đó, những chiếc tủ lạnh siêu dẫn ngày nay có thể được so sánh với ENIAC trước buổi bình minh của vi mạch tích hợp. Hoặc đi từ thời điểm đó đến tương đương với CPU nhanh nhất hiện nay hoặc GPU tốt nhất. Đó là con đường phía trước của chúng ta đối với lượng tử – một con đường mà phát súng bắt đầu vẫn vang lên.
