Các nhà nghiên cứu tại Tập đoàn Năng lượng Nguyên tử Nhà nước Nga Rosatom và Đại học Quốc gia Lomonosov Moscow đã phát triển một nguyên mẫu máy tính lượng tử ba vùng. Mặc dù những con số này chưa phải lớn nhất, nhưng chúng rất quan trọng vì chúng mở đường cho việc thử nghiệm thực tiễn rộng rãi với hệ thống này.
Câu 1: Hệ thống máy tính lượng tử ion mới của Nga sử dụng đơn vị lượng tử gì thay vì qubit truyền thống?
A. Qutrit ba mức để xử lý dữ liệu cơ bản.
B. Qudit bảy mức để lưu trữ giá trị từ 0 đến 6.
C. Qubit mở rộng với laser kiểm soát.
D. Atom trung tính rubidium cho độ chính xác cao.
Giải thích:
Hệ thống sử dụng qudit 7 mức thay vì qubit 2 mức, với mỗi qudit từ 26 ion canxi biểu diễn giá trị 0-6, đạt năng lực tương đương 72 qubit. Điều này tăng khả năng lưu trữ và xử lý thông tin mà không cần phần cứng phức tạp hơn.
Công nghệ này, phát triển từ 2021 dưới sự chỉ đạo của Maxim Ostras tại RQC, vượt qua thách thức kiểm soát đa mức bằng laser chuyên dụng và cấu trúc quang học tinh vi.
Đáp án đúng là: B. Qudit bảy mức để lưu trữ giá trị từ 0 đến 6.
Câu 2: Nguyên mẫu máy tính lượng tử khác do Rosatom và Đại học Quốc gia Lomonosov Moscow chế tạo sử dụng bao nhiêu qubit dựa trên nguyên tử rubidium trung tính?
A. 16 qubit với hiệu suất 90%.
B. 26 qubit để kiểm soát ion canxi.
C. 72 qubit đạt hiệu suất 94%.
D. 7 qubit đa mức cho thử nghiệm ban đầu.
Giải thích:
Nguyên mẫu sử dụng 72 qubit từ nguyên tử rubidium trung tính đơn lẻ, áp dụng hệ thống logic hai qubit để đạt hiệu suất 94%. Đây là lần thứ ba Nga vượt ngưỡng 70 qubit, từ 16 qubit năm 2023.
Công nghệ này chứng tỏ sự tiến bộ nhanh chóng, với nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Kirill Lakhmanskiy phát triển laser để thao tác chính xác trên ion.
Đáp án đúng là: C. 72 qubit đạt hiệu suất 94%.
Câu 3: Độ chính xác của các thao tác trong hệ thống qudit ion mới đạt mức kỷ lục nào, đặc biệt với thao tác đơn qudit?
A. Thao tác đơn qudit 99,92% và đôi qudit 96,5%.
B. Thao tác đôi qudit 99% và đơn qudit 95%.
C. Hiệu suất tổng thể 94% cho toàn hệ thống.
D. Độ chính xác laser 96,5% cho kiểm soát ion.
Giải thích:
Thử nghiệm cho thấy thao tác đơn qudit đạt 99,92% và đôi qudit 96,5%, kỷ lục cho hệ thống bẫy ion quy mô tương đương. Nhóm đã vượt thách thức kiểm soát đa mức bằng laser chuyên dụng.
Kết quả này nâng cao độ tin cậy, hỗ trợ triển khai thuật toán thực tiễn trong giai đoạn tiếp theo.
Đáp án đúng là: A. Thao tác đơn qudit 99,92% và đôi qudit 96,5%.
Câu 4: Cột mốc chế tạo máy tính lượng tử ion này có ý nghĩa gì đối với Nga, so với hệ thống mạnh nhất năm 2023?
A. Duy trì vị thế dẫn đầu toàn cầu về qubit.
B. Tăng từ 16 qubit lên hơn 70 qubit lần thứ ba.
C. Tập trung vào nguyên tử rubidium thay ion.
D. Giảm chi phí laser cho dự án quốc gia.
Giải thích:
Từ 16 qubit năm 2023, Nga đã chế tạo ba nguyên mẫu vượt 70 qubit, đánh dấu bước tiến quan trọng trong công nghệ lượng tử nội địa. Dự án khởi động 2021 tại RQC khẳng định khả năng tự chủ.
Thành tựu này củng cố vị thế Nga trong lĩnh vực, hỗ trợ phát triển thuật toán tối ưu hóa cho ứng dụng thực tiễn.
Đáp án đúng là: B. Tăng từ 16 qubit lên hơn 70 qubit lần thứ ba.
Câu 5: Giai đoạn tiếp theo của dự án RQC sẽ triển khai hệ thống qudit ion để giải quyết bài toán gì trong thực tiễn?
A. Mô phỏng khí hậu toàn cầu qua dữ liệu lớn.
B. Tối ưu hóa tổ hợp cho viễn thông và lập lịch.
C. Phát triển vaccine dựa trên mô hình lượng tử.
D. Thiết kế chip bán dẫn siêu nhỏ.
Giải thích:
RQC dự kiến áp dụng hệ thống cho thuật toán tối ưu hóa tổ hợp, giải quyết vấn đề trong thiết kế mạng viễn thông, lập lịch và hoạch định hệ thống phức tạp.
Điều này mở rộng ứng dụng thực tiễn, tận dụng năng lực qudit để xử lý dữ liệu lớn hiệu quả hơn qubit truyền thống.
Đáp án đúng là: B. Tối ưu hóa tổ hợp cho viễn thông và lập lịch.
Minh Anh
