Máy tính lượng tử

Máy tính lượng tử là bất kỳ thiết bị tính toán nào sử dụng trực tiếp các hiện tượng cơ học lượng tử riêng biệt, chẳng hạn như superposition (chồng chất) và entanglement (rối lượng tử) để thực hiện các thao tác trên dữ liệu.

Trong một máy tính cổ điển (hoặc thông thường), thông tin được lưu trữ dưới dạng bit; trong một máy tính lượng tử và nó được lưu trữ dưới dạng qubit (bit lượng tử).

Nguyên tắc cơ bản của tính toán lượng tử là các tính chất lượng tử có thể được sử dụng để biểu diễn và cấu trúc dữ liệu gồm các cơ chế lượng tử có thể được phát minh và xây dựng để thực hiện các hoạt động với dữ liệu này.

Mặc dù điện toán lượng tử vẫn còn ở giai đoạn sơ khai nhưng các thí nghiệm đã được thực hiện trong đó các hoạt động tính toán lượng tử được thực hiện trên một số lượng rất ít qubit.

Nghiên cứu trong cả hai lĩnh vực lý thuyết và thực tiễn tiếp tục với tốc độ điên cuồng và nhiều cơ quan tài trợ quân sự và chính phủ quốc gia hỗ trợ nghiên cứu điện toán lượng tử để phát triển máy tính lượng tử cho cả mục đích an ninh dân sự và an ninh quốc gia như tiền điện tử.

Nếu máy tính lượng tử quy mô lớn có thể được chế tạo, chúng sẽ có thể giải quyết một số vấn đề nhất định nhanh hơn theo cấp số nhân so với bất kỳ máy tính cổ điển hiện tại nào của chúng tôi (ví dụ thuật toán của Shor).

Máy tính lượng tử khác với các máy tính khác như máy tính DNA và máy tính truyền thống dựa trên bóng bán dẫn.

Một số kiến ​​trúc điện toán như máy tính quang học có thể sử dụng superposition cổ điển của sóng điện từ, nhưng không có một số tài nguyên cơ học lượng tử cụ thể như sự vướng víu, chúng có ít tiềm năng tăng tốc tính toán hơn máy tính lượng tử.

Sức mạnh của máy tính lượng tử Hệ số nguyên được cho là không thể tính toán được với một máy tính thông thường cho các số nguyên lớn chỉ là sản phẩm của một vài số nguyên tố (ví dụ: sản phẩm của hai số nguyên tố 300 chữ số).

Khi so sánh, một máy tính lượng tử có thể giải quyết vấn đề này hiệu quả hơn một máy tính cổ điển sử dụng thuật toán của Shor để tìm các yếu tố của nó.

Khả năng này sẽ cho phép một máy tính lượng tử “phá vỡ” nhiều hệ thống mật mã đang sử dụng ngày nay, theo nghĩa là sẽ có một thời gian đa thức (tính theo số bit của số nguyên) để giải quyết vấn đề.

Đặc biệt, hầu hết các mật mã khóa công khai phổ biến đều dựa trên độ khó của việc bao thanh toán các số nguyên, bao gồm cả các dạng RSA.

Chúng được sử dụng để bảo vệ các trang Web an toàn, email được mã hóa và nhiều loại dữ liệu khác.

Phá vỡ những điều này sẽ có sự phân nhánh đáng kể cho sự riêng tư và bảo mật điện tử.

Cách duy nhất để tăng tính bảo mật của thuật toán như RSA là tăng kích thước khóa và hy vọng rằng một kẻ thù không có tài nguyên để xây dựng và sử dụng máy tính lượng tử đủ mạnh.

Có vẻ hợp lý rằng sẽ luôn có thể xây dựng các máy tính cổ điển có nhiều bit hơn số lượng qubit trong máy tính lượng tử lớn nhất.

Lưu ý:   Văn bản trên được trích từ bài viết ” Máy tính lượng tử ” trên Wikipedia , đã được phát hành theo Giấy phép Tài liệu Tự do GNU .
Aug 27, 2020

Những câu chuyện liên quan