Phần cứng lượng tử đối mặt với 'Chế độ độc tài của số lượng' khi con đường đến hệ thống thực tế còn xa hàng thập kỷ

Nguồn: Cryptonews Tiêu đề gốc: Bitcoin gần ‘thời điểm của sự nắm quyền của số lượng’ khi phần cứng lượng tử trưởng thành Liên kết gốc: https://crypto.news/bitcoin-nears-tyranny-of-numbers-moment-as-quantum-hardware-matures/ Phần cứng lượng tử đang thoát khỏi giai đoạn thử nghiệm ý tưởng, nhưng các nút thắt kỹ thuật có nghĩa là các hệ thống thực tế quy mô lớn vẫn còn cách vài thập kỷ nữa.

Tóm tắt

• Sáu nền tảng lượng tử hàng đầu đang tiến từ các thử nghiệm trong phòng lab sang các hệ thống tích hợp sơ khai, phản ánh thời kỳ transistor sơ khai trong điện toán cổ điển.
• Mở rộng lên hàng triệu qubits đòi hỏi các đột phá về vật liệu, chế tạo, dây wiring, cryogenics và kiểm soát tự động để kiểm soát lỗi.
• Các nhà nghiên cứu dự kiến một quỹ đạo kéo dài hàng thập kỷ, với mức sẵn sàng khác nhau tùy theo mục đích sử dụng trong điện toán, mạng lưới, cảm biến và mô phỏng.

Công nghệ lượng tử đã bước vào giai đoạn phát triển then chốt tương tự như thời kỳ đầu của transistor, theo phân tích chung của các nhà nghiên cứu từ nhiều tổ chức.

Các nhà khoa học từ các tổ chức nghiên cứu hàng đầu đã đánh giá sáu nền tảng phần cứng lượng tử hàng đầu trong nghiên cứu, bao gồm qubits siêu dẫn, ion bị bắt, nguyên tử trung tính, lỗi spin, quantum dots bán dẫn, và qubits quang học.

Công nghệ lượng tử đang rời khỏi phòng lab

Bản đánh giá ghi nhận tiến bộ từ các cuộc thử nghiệm ý tưởng đến các hệ thống giai đoạn đầu có tiềm năng ứng dụng trong điện toán, truyền thông, cảm biến và mô phỏng, theo các nhà nghiên cứu.

Các ứng dụng quy mô lớn như mô phỏng hóa học lượng tử phức tạp đòi hỏi hàng triệu qubits vật lý và tỷ lệ lỗi cao hơn nhiều so với khả năng hiện tại, các nhà khoa học cho biết trong phân tích.

Các thách thức kỹ thuật chính bao gồm khoa học vật liệu, chế tạo thiết bị có thể sản xuất hàng loạt, wiring và truyền tín hiệu, quản lý nhiệt độ, và kiểm soát hệ thống tự động, theo báo cáo.

Các nhà nghiên cứu đã so sánh với vấn đề “nguyền rủa của số lượng” thập niên 1960 mà các hệ thống điện toán sơ khai gặp phải, lưu ý sự cần thiết của chiến lược kỹ thuật phối hợp và thiết kế hệ thống toàn diện.

Mức độ sẵn sàng của công nghệ khác nhau giữa các nền tảng, với qubits siêu dẫn cho thấy mức độ sẵn sàng cao nhất cho điện toán, nguyên tử trung tính cho mô phỏng, qubits quang học cho mạng lưới, và lỗi spin cho cảm biến, phân tích cho thấy.

Các mức độ sẵn sàng hiện tại chỉ ra các trình diễn hệ thống sơ khai hơn là công nghệ hoàn toàn trưởng thành, các nhà nghiên cứu cho biết. Tiến trình này có khả năng phản ánh quỹ đạo lịch sử của điện tử cổ điển, yêu cầu hàng thập kỷ đổi mới từng bước và chia sẻ kiến thức khoa học trước khi các hệ thống quy mô thực tiễn, có ích, trở nên khả thi.