Một thuật toán mới đã giúp cải thiện khả năng của máy tính lượng tử trong việc mô phỏng vật liệu và hóa chất mới gấp 10 lần. Đây là thông tin từ công ty khởi nghiệp Phasecraft của Vương quốc Anh, đơn vị đã phát triển công nghệ này.
Với trụ sở tại Bristol và London, Phasecraft mô tả đây là một bước đột phá lớn nhất trong lĩnh vực mô phỏng lượng tử từ trước đến nay, giúp đưa chúng ta tiến gần hơn một bước tới việc ứng dụng thực tế của công nghệ lượng tử.
Máy tính lượng tử cải thiện các mô phỏng cổ điển bằng cách mô phỏng chính xác các hành vi phức tạp của lượng tử – những tương tác thay đổi không ngừng giữa các phân tử hoặc sự biến đổi của vật liệu theo thời gian – điều mà các máy tính cổ điển không thể thực hiện hiệu quả.
Tiến bộ này có thể dẫn đến những bước nhảy vọt trong nhiều lĩnh vực, từ năng lượng đến sản xuất và y học. Ví dụ, máy tính lượng tử có thể mô phỏng các vật liệu trong pin một cách chính xác hơn bao giờ hết, giúp các nhà khoa học thiết kế vật liệu có khả năng lưu trữ năng lượng hiệu quả hơn, kéo dài tuổi thọ và sạc nhanh hơn.
Hiện tại, máy tính lượng tử chưa đủ nhanh để thực hiện những phép tính có thể thay đổi cục diện thế giới. Tuy nhiên, thuật toán mới của Phasecraft mang tên THRIFT hứa hẹn sẽ đẩy nhanh quá trình này. Nhờ tối ưu hóa mô phỏng lượng tử, THRIFT cho phép các nhà khoa học mô phỏng vật liệu và hóa chất mới nhanh chóng và chính xác hơn, ngay cả khi sử dụng các máy tính chậm hiện nay.
Trong các thử nghiệm, THRIFT đã cải thiện mô phỏng cho mô hình Ising trường ngang một chiều – một bài toán quan trọng trong vật lý lượng tử – gấp 10 lần. Đột phá này cho phép mô phỏng quy mô lớn hơn gấp 10 lần và chạy lâu gấp 10 lần so với các phương pháp truyền thống. Kết quả này đã được công bố trên tạp chí Nature Communications hôm nay.
"Chúng tôi đã đạt được sự gia tăng hiệu suất gấp 10 lần trên các máy tính hiện tại, và chúng tôi tin rằng công nghệ này sẽ chỉ càng tốt hơn khi phần cứng được nâng cấp và máy tính lượng tử trở nên mạnh mẽ hơn trong việc xử lý lỗi và thực hiện các phép tính phức tạp," Raul Santos, nhà khoa học lượng tử chính của Phasecraft, chia sẻ với TNW.
Tương lai của mô phỏng lượng tử
Trong khoảng một năm qua, lĩnh vực máy tính lượng tử đã bắt đầu bước ra khỏi phòng thí nghiệm và vào công chúng, nhờ vào những tiến bộ vượt bậc trong các bộ xử lý lượng tử từ các ông lớn công nghệ. Chỉ trong vài tháng gần đây, Google đã ra mắt chip Willow, Microsoft công bố Majorana, và Amazon giới thiệu Ocelot.
Những bước tiến trong công nghệ máy tính lượng tử là cơ hội tuyệt vời cho Phasecraft. "Thuật toán này sẽ nâng cao hiệu quả trên các thiết bị hiện có, như những thiết bị mà Google và Microsoft vừa công bố," Santos cho biết. "Bất kỳ sự cải thiện nào trong hiệu suất của chúng sẽ chỉ làm gia tăng giá trị phương pháp của chúng tôi."
Thay vì chờ đợi hàng thập kỷ cho phần cứng lượng tử hoàn thiện, Phasecraft đang thiết kế lại các thuật toán để chúng có thể hoạt động hiệu quả trên các máy tính lượng tử chưa hoàn hảo hiện nay.
Được thành lập vào năm 2019 bởi các giáo sư Ashley Montanaro (CEO), Toby Cubitt (CTO), và John Morton (Giám đốc), Phasecraft đã huy động được hơn 20 triệu đô la và hợp tác với các công ty phần cứng lượng tử hàng đầu như Google, IBM và QuEra.
Siôn Geschwindt là biên tập viên tại The Next Web. Bài viết được đăng trên The Next Web ngày 26/03/2025.
The Next Web (TNW) là một trang web và chuỗi hội nghị thường niên tập trung vào công nghệ mới và các công ty khởi nghiệp tại châu Âu.
Biên dịch: Hà Linh
