Tháng Sáu này quá bận rộn về việc làm và cả việc ăn chơi nên sao nhãng việc viết blog. Đệ xin hoàn tất một bài nữa về khoa học kỹ thuật (S&T), trong tháng này: Quantum Computing (máy tính dựa trên đặc tính vật lý lượng tử, quantum mechanics) (Cập Nhật I ở chú thích 1).
Nhưng trước khi bàn về lượng tử, Đệ xin nói ít nhiều về máy tính điện tử mà chúng ta có ngày nay. Các máy tính hiện nay được gọi là máy tính nhị phân (binary computer) vì dựa trên transistor với chất bán dẫn (semiconducting transistors). Đơn vị căn bản là transistor mà đầu ra (output) là tín hiệu có (bit 1) hoặc tín hiệu không (bit 0). Máy tính điện tử (nay nhiều nguồn tài liệu đã bắt đầu gọi chúng là “classical computing” để phân biệt với máy tính lượng tử) đã trải qua nhiều giai đoạn và thời kỳ.
Định luật Moore's Law nêu lên tính phát triển lũy thừa trong kỹ nghệ chế tạo mạch vi tính bằng cách đếm số lượng transistors trên mỗi inch vuông của mạch vi tính (number of transistors on a square inch on integrated circuits). Mỗi 18 tháng (hay có khi hai năm) số lượng này tăng gấp đôi (và giá thành sản phẩm, với cùng số transistors, vì thế sẽ giảm một nửa). Theo ước tính của các chuyên gia thì định luật Moore’s sẽ đi đến chỗ không còn đúng nữa vì kích thước transistor ngày càng nhỏ dần (Wikipedia - 7 nanometer) nhưng sẽ “đụng” giới hạn vật lý và không cứ nhỏ hơn mãi được. Dù cho có nhỏ mãi được thì sự cống hiến của nguyên tắc nhị phân (binary) cũng chỉ có thể tăng rất chậm so với những gì mà binary computing đã và đang cống hiến.
Ngày nay, với những nhu cầu giải quyết những câu hỏi, những bài toán phức tạp trăm ngàn lần hơn những bài toán mà máy vi tính, dù là supercomputer, có thể giải quyết, thì công nghệ điện toán cần sự đột phá về kỹ thuật (technology breakthrough). Từ lâu nay, các trung tâm nghiên cứu đã và đang miệt mài làm việc trong công việc đột phá này: 2017, IBM công bố máy tính lượng tử cho thương mại và khoa học (phụ chú B)...
Định luật Moore's Law nêu lên tính phát triển lũy thừa trong kỹ nghệ chế tạo mạch vi tính bằng cách đếm số lượng transistors trên mỗi inch vuông của mạch vi tính (number of transistors on a square inch on integrated circuits). Mỗi 18 tháng (hay có khi hai năm) số lượng này tăng gấp đôi (và giá thành sản phẩm, với cùng số transistors, vì thế sẽ giảm một nửa). Theo ước tính của các chuyên gia thì định luật Moore’s sẽ đi đến chỗ không còn đúng nữa vì kích thước transistor ngày càng nhỏ dần (Wikipedia - 7 nanometer) nhưng sẽ “đụng” giới hạn vật lý và không cứ nhỏ hơn mãi được. Dù cho có nhỏ mãi được thì sự cống hiến của nguyên tắc nhị phân (binary) cũng chỉ có thể tăng rất chậm so với những gì mà binary computing đã và đang cống hiến.
Ngày nay, với những nhu cầu giải quyết những câu hỏi, những bài toán phức tạp trăm ngàn lần hơn những bài toán mà máy vi tính, dù là supercomputer, có thể giải quyết, thì công nghệ điện toán cần sự đột phá về kỹ thuật (technology breakthrough). Từ lâu nay, các trung tâm nghiên cứu đã và đang miệt mài làm việc trong công việc đột phá này: 2017, IBM công bố máy tính lượng tử cho thương mại và khoa học (phụ chú B)...
Cách thấy phụ đề Việt ngữ trong Youtube's video (phụ chú G).
Dạ, dạ Đệ xin vào đề...
Như bất cứ phát minh về khoa học kỹ thuật nào khác, máy tính lượng tử cũng trải qua thời kỳ phôi thai với sự ra đời D-Wave systems. Bê nào thích đào sâu, cuốc rộng thì xin vào phụ chú D mà nghiên cứu thêm; tiếc là bài này chưa thấy dịch ra tiếng Việt.
Đệ có ý định viết bài này như một giới thiệu rất thô sơ về máy tính lượng tử nên xin giới thiệu tới Bê video IBM Think Academy: Quantum Computing, How it works và Quantum Computer in a Nutshell (Documentary)
Đây là những điểm chính:
- Máy tính lượng tử đang ở trong thời kỳ phôi thai. Ứng dụng còn rất hạn chế và đắt tiền. Máy tính lượng tử sẽ không thay thế máy tính nhị phân.
- Máy tính nhị phân như hiện nay vẫn sẽ giữ vai trò quan trọng trong đời sống hiện tại và tương lai vì dù cho máy tính lượng tử có trở thành phổ biến và có nhiều ứng dụng đi nữa thì những ứng dụng này sẽ không thay thế những ứng dụng của máy tính nhị phân
- Định luật Moore's Law không còn ứng dụng được nữa vì quantum computers không dùng transistors để thể hiện trạng thái nhị phân; mà máy tính lượng tử dùng Qubit. Electron có thể dùng làm Qubit, thí dụ như điện tử vòng ngoài của nguyên tử phốt pho (phosphorus, P). Qubit ở dạng mức điện tử (electron) có các tính vượt trội của máy tính lượng tử là có thể ở trạng thái superposition, entanglement, và de-coherence. Xin không đi sâu vào lãnh vực quá chuyên này mà chỉ muốn nêu lên một khác biệt rất căn bản và quan trọng: với khả năng superposition và entanglement, Qubit giúp máy tính lượng tử có thể tính 2 lũy thừa Qubit, thí dụ 2 lũy thừa 3, trường hợp cùng một lượt trong khi máy tính nhị phân phải 2 lũy thừa 3 lần (mỗi lần là một trường hợp của tổng số 2 lũy thừa 3 trường hợp).
- Quan trọng là máy tính lượng tử đòi hỏi máy hoạt động ở nhiệt độ rất thấp (0 độ Kelvin = -273.15 độ Celcius; trừ 273.15 độ Celcius) và kiểm soát electron là vấn đề không dễ dù là khoa học đã tiến bộ khá xa, như ngày nay.
- Ứng dụng của máy tính lượng tử thì, mặc dù còn trong thời kỳ phôi thai, đã có nhiều hứa hẹn cần thiết để giải quyết nhiều vấn đề của thế kỷ 21 và sau này:
- Vi tính phân tích & tổng hợp: máy tính lượng tử sẽ giúp ngành trí khôn nhân tạo đi xa và đi nhanh hơn.
- Y Khoa/Sinh Hóa: nhờ máy tính lượng tử thì việc tìm và tổng hợp các thuốc mới sẽ nhanh hơn.
- Hóa Học và sự Thay Đổi Thời Tiết: máy tính lượng tử sẽ giải được những bài toán về Hóa Học và Khí Hậu mà hiện nay không giải nổi.
- Khoa Học về Vật Chất (Material Science & Engineering): vì ở mức lượng tử nên máy tính có thể tạo mẫu (simulation) vật chất mà nghiên cứu.
- Và những ứng dụng mà chúng ta chưa nghĩ tới (cũng như trong thời kỳ phôi thai của transistor, chúng ta không dự đoán được về mạng toàn cầu và máy điện thoại thông minh).Chúc các Bê một cuối tuần vui vẻ bên gia đình và người thân.
Chú thích:
(*) Bê là Bê 60: Từ chữ tắt B60 (Beyond 60 years young) để chỉ các bác trên 60 tuổi trẻ. Mong là Bê sống khỏe, sống hùng để mà thấy được thành quả và sự cống hiến của Quantum Computing.
(1) Cập Nhật I:
- Một người bạn góp ý là quantum mechanics nên dịch là cơ học lượng tử (so với quantum physics là vật lý lượng tử). Xin cám ơn.
- Đường dẫn vào IBM Think Academy: Quantum Computing, How it works
Phụ chú:
A. Blogs Đã Viết--Theo Đề Tài
B. IBM Building First Universal Quantum Computers for Business and Science
C. How Does a Quantum Computer Work?
D. D-Wave Systems
E. Massive Disruption Is Coming With Quantum Computing
G. Cách phụ đề tiếng Việt trong Youtube's video
- Tạm thời ngưng video: nhấn vào nút "play"
- Nhấn vào hình bánh xe răng cưa:
 |
| Thấy Subtitles/CC là English thì nhấn vào ">" ở bên phải hàng này. |
 |
| Chọn "Auto-translate" |
 |
| Chọn "Vietnamese" |
 |
| Nhấn "CC" và thấy "Subtitle/CC là "English >> Vietnamese >" |
- Hình "CC" thì nhấn một lần thì tắt phụ đề; nhấn lần nữa thì bật phụ đề.
G. Ông U Túp dịch... kinh thật!
 |
| "những quốc gia cơ sở" thật ra phải dịch là "trạng thái căn bản" |
 |
| "basis states" bị dịch là "những quốc gia cơ sở"!!! |
