Máy tính lượng tử

Máy tính lượng tử (còn gọi là siêu máy tính lượng tử) là một thiết bị tính toán sử dụng trực tiếp các hiệu ứng của cơ học lượng tử như tính chồng chập và vướng víu lượng tử để thực hiện các phép toán trên dữ liệu đưa vào. Máy tính lượng tử có phần cứng khác hẳn với máy tính kỹ thuật số dựa trên tranzitor. Trong khi máy tính kỹ thuật số đòi hỏi dữ liệu phải được mã hóa thành các chữ số nhị phân (bit), mà mỗi số được gán cho một trong hai trạng thái  (0 và 1), tính toán lượng tử sử dụng các qubit (bit lượng tử) mà chúng có thể ở trong trạng thái chồng chập lượng tử. Một trong các mô hình lý thuyết về máy tính lượng tử là máy Turing lượng tử hay còn gọi là máy tính lượng tử phổ dụng. Máy tính lượng tử có những đặc điểm lý thuyết chung với máy tính phi tất định (non-deterministic) và máy tính xác suất (probabilistic automaton computers), với khả năng có thể đồng thời ở trong nhiều trạng thái. Lĩnh vực máy tính lượng tử được Yuri Manin nêu ra lần đầu tiên vào năm 1980 và bởi Richard Feynman năm 1982. Máy tính lượng tử sử dụng tính chất spin đại diện cho các bit lượng tử cũng được hình thành khi khái niệm không thời gian lượng tử được đưa ra vào năm 1969.

 tính toán lượng tử vẫn ở giai đoạn sơ khai nhưng đã có nhiều thí nghiệm nhằm thực hiện các phép tính lượng tử trên một số nhỏ các qubit. Cả phương diện thực nghiệm và nghiên cứu lý thuyết đều đang được triển khai, và chính phủ cũng như quân đội nhiều nước đã hỗ trợ cho các hoạt động nghiên cứu máy tính lượng tử ở cả mục đích dân sự và an ninh, như phân tích mã (cryptanalysis).

Máy tính lượng tử quy mô lớn sẽ có khả năng giải được các vấn đề phức tạp một cách nhanh hơn bất kỳ một máy tính cổ điển sử dụng các thuật toán tốt nhất hiện nay, như thuật toán Shor để phân tích số tự nhiên thành tích các số nguyên tố, hoặc mô phỏng hệ lượng tử nhiều hạt. Cũng có những  thuật toán lượng tử, như thuật toán Simon, cho phép máy tính hoạt động nhanh hơn bất kỳ một máy tính dựa trên thuật toán xác suất cổ điển. Tuy nhiên, khi có đủ thời gian và tài nguyên, máy tính cổ điển có thể thực hiện bất kỳ một thuật toán lượng tử. Tính toán lượng tử không vi phạm Luận đề Church–Turing.

Dẫn chứng

Sách

Tham khảo chung

David P. DiVincenzo (2000). "The Physical Implementation of Quantum Computation". Experimental Proposals for Quantum Computation. 
 Table 1 lists switching and dephasing times for various systems.

Sam Lomonaco Four Lectures on Quantum Computing given at Oxford University in July 2006
C. Adami, N.J. Cerf. (1998). "Quantum computation with linear optics". .

Liên kết ngoài

Stanford Encyclopedia of Philosophy: "Quantum Computing" by Amit Hagar.
Quantiki – Wiki and portal with free-content related to quantum information science.
Scott Aaronson's blog, which features informative and critical commentary on developments in the field
Quantum Annealing and Computation: A Brief Documentary Note, A. Ghosh and S. Mukherjee
Maryland University Laboratory for Physical Sciences : conducts researches for the quantum computer-based project led by the NSA, named 'Penetrating Hard Target'.

Lectures
Quantum Mechanics and Quantum Computation — Coursera course by Umesh Vazirani
Quantum computing for the determined — 22 video lectures by Michael Nielsen
Video Lectures by David Deutsch
Lectures at the Institut Henri Poincaré (slides and videos)
Online lecture on An Introduction to Quantum Computing, Edward Gerjuoy (2008)

Khoa học máy tính
Mật mã học
Khoa học thông tin lượng tử
Cơ học lượng tử
Khoa học máy tính lý thuyết
Vấn đề mở
Loại máy tính
Lý thuyết độ phức tạp tính toán
Công nghệ mới nổi
Lý thuyết thông tin
Mật mã lượng tử