Công ty Nhật Bản tiên phong trong lĩnh vực lượng tử trên toàn cầu

Fujitsu phối hợp với Đại học Công nghệ Delft (Hà Lan) và viện nghiên cứu công nghệ lượng tử QuTech thuộc trường này, vừa ghi dấu mốc lịch sử trong lĩnh vực máy tính lượng tử. Họ đã trở thành nhóm đầu tiên trên thế giới đạt được độ chính xác cao vượt trội – dưới 0,1% xác suất lỗi – trong việc thực hiện các phép toán cổng lượng tử (quantum gate) trên máy tính lượng tử dựa vào spin kim cương, một bước tiến quan trọng hướng tới tính toán lượng tử có khả năng chịu lỗi (FTQC). Thành tựu này đã được công bố trên tạp chí khoa học danh giá Physical Review Applied của Mỹ.

Cách tiếp cận của nhóm sử dụng spin bao gồm spin electron và spin hạt nhân được tạo ra từ các trung tâm màu (color centers), tức những khuyết tật đặc biệt trong tinh thể kim cương, để làm bit lượng tử (qubit). Nghiên cứu lần này chứng minh rằng khi mở rộng quy mô, kỹ thuật này có thể giảm thiểu lỗi tính toán lượng tử thông qua cơ chế sửa lỗi, mở ra triển vọng cho các hệ thống lượng tử lớn hơn. Để đạt được kết quả này, nhóm đã tìm cách ngăn chặn nhiễu (noise) xâm nhập vào qubit trong quá trình thực hiện phép toán cổng lượng tử. Họ áp dụng một phương pháp đánh giá chính xác gọi là gate set tomography (tạm dịch: chụp cắt lớp tập hợp cổng), cho phép tối ưu hóa thiết kế các phép toán cổng lượng tử, từ đó đạt được độ chính xác vượt trội. Cụ thể, họ đã thực hiện thành công một tập hợp đầy đủ các phép toán cổng lượng tử cần thiết cho tính toán lượng tử phổ quát (universal gate set) với độ chính xác trên 99,9%.

Nhìn về tương lai, Fujitsu và QuTech dự định áp dụng công nghệ này vào các hệ thống có số lượng spin hạt nhân lớn hơn, đồng thời phát triển kỹ thuật kết nối quang học chính xác cao giữa các qubit spin electron cách xa nhau. Những bước đi này sẽ giúp tăng số lượng qubit có thể xử lý, đưa máy tính lượng tử kim cương tiến gần hơn đến ứng dụng thực tiễn. Thành tựu không chỉ khẳng định vị thế tiên phong của Fujitsu trong lĩnh vực lượng tử mà còn đánh dấu cột mốc quan trọng trong nỗ lực vượt qua rào cản lỗi, vấn đề cốt lõi của tính toán lượng tử hiện nay.

Nguồn: https://vnreview.vn/threads/cong-ty-nhat-ban-vua-dat-duoc-dot-pha-dau-tien-tren-the-gioi-trong-linh-vuc-luong-tu.58028/