TPO – Nhật Bản đã khởi động máy tính lượng tử đầu tiên được thiết kế và chế tạo bằng các linh kiện trong nước. Hệ thống hiện đã sẵn sàng để xử lý khối lượng công việc từ cơ sở tại Trung tâm Thông tin Lượng tử và Sinh học Lượng tử (QIQB) của Đại học Osaka.

Hệ thống mới, được đưa vào hoạt động sẽ thay thế tất cả các thành phần nhập khẩu trước đây bằng công nghệ nội địa, đại diện Đại học Osaka cho biết trong một tuyên bố. Hệ thống cũng sẽ chạy trên phần mềm nguồn mở do Nhật Bản phát triển, được gọi là Open Quantum Toolchain for Operators and Users (OQTOPUS).

Máy tính lượng tử do Nhật Bản sản xuất đầu tiên. (Ảnh: Đại học Osaka)

Hệ thống này sử dụng chip lượng tử với các qubit siêu dẫn, các bit lượng tử có nguồn gốc từ kim loại, có điện trở bằng 0 khi được làm lạnh đến nhiệt độ gần độ không tuyệt đối (- 273,15 độ C). Bộ xử lý lượng tử (QPU) được phát triển tại viện nghiên cứu RIKEN của Nhật Bản.

Các thành phần khác tạo nên ” chùm đèn ” – thân máy tính lượng tử – bao gồm gói chip do Seiken cung cấp, tấm chắn từ tính, bộ lọc hồng ngoại, bộ lọc thông dải, bộ khuếch đại tiếng ồn thấp và nhiều loại cáp khác nhau.

Tất cả đều được đặt trong một tủ lạnh pha loãng (một thiết bị đông lạnh chuyên dụng làm mát các thành phần máy tính lượng tử) để duy trì nhiệt độ cực thấp. Thiết bị này cũng đi kèm với một tủ lạnh ống xung (cũng làm mát các thành phần khác nhau khi sử dụng), bộ điều khiển và nguồn điện ít tiếng ồn.

Trong khi đó, OQTOPUS là một tập hợp các công cụ nguồn mở bao gồm mọi thứ cần thiết để chạy các chương trình lượng tử. Nó bao gồm engine lõi và mô-đun đám mây, cũng như các thành phần giao diện người dùng đồ họa (GUI), và được thiết kế để xây dựng trên QPU và phần cứng điều khiển lượng tử.

Vượt mặt các siêu máy tính nhanh nhất thế giới

Điện toán lượng tử có tiềm năng vượt mặt các siêu máy tính nhanh nhất thế giới và giải quyết các vấn đề bằng cách thực hiện các phép tính và chạy mô phỏng vượt xa khả năng của công nghệ hiện nay. Các nhà khoa học suy đoán rằng máy tính lượng tử có thể hữu ích trong việc khám phá thuốc, cải thiện lưu lượng giao thông trong thành phố và tìm ra tuyến đường giao hàng tốt nhất cho một công ty hậu cần, cùng nhiều ứng dụng khác.

Điều này là do nó có thể xử lý các phép tính song song, thay vì tuần tự, bằng cách khai thác các định luật kỳ lạ của cơ học lượng tử . Ý tưởng là càng nhiều qubit được thêm vào hệ thống, hệ thống càng trở nên mạnh mẽ hơn.

Tuy nhiên, việc bổ sung qubit vào máy tính lượng tử còn nhiều rào cản, đặc biệt, các nhà khoa học đang cố gắng giải quyết tỷ lệ lỗi cực cao xảy ra trong quá trình tính toán. Vì lý do này, hầu hết các nghiên cứu hiện nay đều tập trung vào hiệu chỉnh lỗi lượng tử (QEC).

Máy tính lượng tử đầu tiên của Nhật Bản đã được trưng bày tại Expo 2025, diễn ra tại Osaka tuần trước. Tại triển lãm, ban tổ chức đã giới thiệu các thành phần chính của máy tính lượng tử. Khách tham quan có thể kết nối hệ thống từ xa thông qua đám mây và chạy các chương trình lượng tử cơ bản. Triển lãm cũng bao gồm các yếu tố tương tác cho phép khách tham quan khám phá hiện tượng vướng víu lượng tử và các hiện tượng lượng tử khác.

Nguồn: https://tienphong.vn/nhat-ban-ra-mat-may-tinh-luong-tu-dau-tien-voi-qubit-sieu-dan-post1773102.tpo