Điện toán lượng tử vẫn đang trong giai đoạn non trẻ của nó, sẽ còn một chặng đường dài trước khi một máy tính lượng tử ứng dụng thực tế có thể được chế tạo. Nhưng những tiến bộ trong công nghệ mới này đang tiếp tục diễn ra không ngừng. Dưới đây là một số dấu mốc chính ghi lại những bước đột phá trong điện toán lượng tử. Trong đó hầu hết các khái niệm lý thuyết đã được đặt ra vào cuối thế kỷ 20, còn phần lớn tiến bộ công nghệ được thực hiện trong thế kỷ này. 

Năm 1980 nhà khoa học Mỹ, Paul Benioff, là người đầu tiên đề xuất một máy tính hoạt động theo nguyên lý cơ học lượng tử.

Năm 1981 nhà vật lý Richard Feynman, đã chứng minh rằng không thể mô phỏng các hệ thống lượng tử trên một máy tính cổ điển. Lập luận của ông dựa trên định lý của Bell, được viết vào năm 1964. Ông chỉ ra rằng cơ học cổ điển không giải thích được toàn bộ các dự đoán phát sinh từ cơ học lượng tử.

Năm 1985 David Deutsch, một nhà vật lý, đã công bố một bài báo mô tả máy tính lượng tử phổ quát đầu tiên trên thế giới. Ông đã chỉ ra làm thế nào một cỗ máy lượng tử như vậy có thể tái hiện lại bất kỳ điều gì mà một hệ thống vật lý có thể thực hiện được và nó làm điều này nhanh hơn nhiều so với một máy tính cổ điển.

Năm 1994, tại Phòng thí nghiệm Bell của AT & T ở New Jersey, Peter Shor đã phát hiện ra một thuật toán quan trọng cho phép máy tính lượng tử có thể phân tích các số nguyên lớn một cách nhanh chóng. Thuật toán Shor về mặt lý thuyết có thể phá vỡ nhiều hệ thống mã hóa đang được sử dụng. Phát minh này đã gây ra một sự quan tâm to lớn đối với máy tính lượng tử.

Năm 1995 Christopher Monroe và David Wineland của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) trình diễn cổng logic lượng tử đầu tiên, cổng C-NOT sử dụng các ion bị bẫy.

Năm 1996 Lov Grover, tại Bell Labs, phát minh ra thuật toán tìm kiếm cơ sở dữ liệu lượng tử sử dụng lý thuyết về sự chồng chất lượng tử.

Năm 1998 chứng kiến ​​cuộc thử nghiệm đầu tiên của một thuật toán lượng tử: Các nhà nghiên cứu Oxford đã sử dụng máy NMR 2 qubit để giải quyết các bài tính toán đơn giản nhanh gấp đôi so với máy tính cổ điển. Máy tính lượng tử NMR 3 qubit được thử nghiệm một năm đó.

Năm 2000 máy tính NMR 5 qubit hoạt động đầu tiên đã được đưa vào thử nghiệm tại Đại học Kỹ thuật Munich. Ngay sau đó, Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos đã vượt qua kỳ tích này với một máy tính lượng tử NMR 7 qubit.

Năm 2001 nổi tiếng là năm mà thuật toán Shor mang tính bước ngoặt lần đầu tiên được minh họa thực tế. Một nhóm nghiên cứu tại Trung tâm nghiên cứu Almaden của IBM ở California đã thành công trong việc phân tích số nguyên 15 thành 5 và 3 sử dụng máy tính lượng tử 7 qubit.

Cuối năm 2007 một công ty có tên D- Wave Systems tuyên bố đã chế tạo máy tính lượng tử 28 qubit đầu tiên với chip lượng tử thuộc dòng Quantum Annealer (có những tranh cãi cho rằng đây chưa hoàn toàn là một chip lượng tử). Năm sau, Họ tuyên bố đã sản xuất chip máy tính Quantum Annealer 128 qubit.

Năm 2011 D- Wave Systems đã giới thiệu máy tính lượng tử mang tên D- Wave One. Đây là hệ thống máy tính lượng tử được đưa ra thị trường đầu tiên trên thế giới và có giá 10.000.000 USD.

Năm 2012, D- Wave Systems tuyên bố đã chế tạo thành công máy tính lượng tử 512 qubit, lấy tên là Vesuvius. Sau đó nó được mua bởi Google và được cài đặt tại Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA.

Năm 2017 D-Wave Systems tuyên bố cho ra đời máy tính lượng tử D-Wave 2000Q có 2048 qubit. Cùng năm này IBM giới thiệu máy tính lượng tử 17 qubit.

Năm 2019 IBM giới thiệu máy tính lượng tử thương mại đầu tiên của mình - IBM Q System One với 20 qubit. IBM tiết lộ máy tính lượng tử lớn nhất của họ là 53 qubit. Google ra mắt máy tính lượng tử 54 qubit lấy tên là Sycamore kèm tuyên bố đã đạt được những ưu thế thực sự của máy tính lượng tử: giải được những bài toán mà siêu máy tính ngày nay cần tới 10000 năm chỉ trong 200 giây.

Năm 2020 Honeywell, một công ty nổi tiếng về chế tạo các hệ thống điều khiển cho gia đình, doanh nghiệp và máy bay, tuyên bố đã tạo ra máy tính lượng tử với khối lượng lượng tử (quantum volume) là 64, gấp 2 lần máy tính lượng tử mạnh nhất của IBM và được coi là mạnh nhất từ trước đến nay.

Chúng ta còn cách thời đại của máy tính lượng tử bao xa?

Transitor đầu tiên được giới thiệu vào năm 1947. Mạch tích hợp đầu tiên ra mắt vào năm 1958. Bộ vi xử lý đầu tiên của Intel chỉ có khoảng 2500 transitor đã chưa xuất hiện cho đến năm 1971. Mỗi cột mốc đó cách nhau hơn một thập kỷ. Lịch sử cho thấy những tiến bộ về máy tính lượng tử cần có thời gian, rất khó để nói con số chính xác và nếu 10 năm nữa chúng ta có một máy tính lượng tử vài nghìn qubit, điều đó chắc chắn sẽ thay đổi thế giới giống như cách mà bộ vi xử lý đầu tiên đã làm.

(Sưu tầm)
VIỆN IMC
Tòa nhà IMC Tower, Số 176 Trường Chinh, Phường Khương
Thượng, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam
Tel/Fax : (+84) 24 3566 6232 / 24 3566 6234
Email: contact@imc.org.vn   Website: http://imc.org.vn