Ưu thế lượng tử, một thuật ngữ do John Preskill đặt ra vào năm 2012, đề cập đến điểm mà máy tính lượng tử có thể thực hiện các nhiệm vụ ngoài tầm với của máy tính cổ điển. Tính toán lượng tử phổ quát, một khái niệm lý thuyết trong đó máy tính lượng tử có thể giải quyết hiệu quả mọi vấn đề mà máy tính cổ điển có thể giải quyết, là một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực xử lý thông tin lượng tử.
Vào năm 2019, Google tuyên bố đã đạt được ưu thế lượng tử với bộ xử lý lượng tử 53 qubit của họ có tên Sycamore. Họ báo cáo rằng Sycamore đã giải quyết một vấn đề cụ thể trong 200 giây mà siêu máy tính nhanh nhất thế giới, Summit, phải mất khoảng 10,000 năm mới giải quyết được. Sự thể hiện ưu thế lượng tử này là một khoảnh khắc đột phá trong lĩnh vực điện toán lượng tử.
Tuy nhiên, thuật ngữ "ưu thế lượng tử" đã vấp phải một số tranh cãi. Các nhà phê bình cho rằng bản thân thuật ngữ này đã ám chỉ sự phân cấp giữa điện toán lượng tử và điện toán cổ điển, đây có thể không phải là sự thể hiện chính xác nhất cho tình huống này. Ngoài ra, còn có những cuộc tranh luận đang diễn ra về định nghĩa cụ thể của ưu thế lượng tử và liệu thí nghiệm Sycamore có thực sự đáp ứng tất cả các tiêu chí để khẳng định cột mốc quan trọng này hay không.
Từ góc độ lý thuyết, việc đạt được tính toán lượng tử phổ quát, trong đó máy tính lượng tử có thể giải quyết hiệu quả mọi vấn đề mà máy tính cổ điển có thể giải quyết, vẫn là một câu hỏi mở. Mặc dù đã đạt được tiến bộ đáng kể trong việc phát triển các thuật toán lượng tử vượt trội hơn các thuật toán cổ điển trong một số nhiệm vụ nhất định, nhưng toàn bộ tiềm năng của máy tính lượng tử vẫn chưa được hiện thực hóa.
Trong khi thí nghiệm Sycamore của Google đánh dấu một tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực điện toán lượng tử và đặt ra những câu hỏi quan trọng về khả năng của máy tính lượng tử, thì thành tựu của tính toán lượng tử phổ quát và do đó, tính ưu việt lượng tử theo nghĩa chân thực nhất của nó, vẫn là một lĩnh vực nghiên cứu và nghiên cứu đang diễn ra. thăm dò.
Các câu hỏi và câu trả lời gần đây khác liên quan đến Các nguyên tắc cơ bản về thông tin lượng tử EITC/QI/QIF:
- Cổng phủ định lượng tử (cổng NOT hoặc cổng Pauli-X) hoạt động như thế nào?
- Tại sao cổng Hadamard có thể tự đảo ngược?
- Nếu đo qubit thứ 1 của trạng thái Bell theo một cơ sở nhất định và sau đó đo qubit thứ 2 trong một cơ sở được quay theo một góc theta nhất định, thì xác suất bạn sẽ thu được hình chiếu lên vectơ tương ứng bằng bình phương sin theta?
- Cần bao nhiêu bit thông tin cổ điển để mô tả trạng thái chồng chất qubit tùy ý?
- Có bao nhiêu chiều có không gian 3 qubit?
- Liệu phép đo qubit có phá hủy sự chồng chất lượng tử của nó không?
- Cổng lượng tử có thể có nhiều đầu vào hơn đầu ra tương tự như cổng cổ điển không?
- Họ cổng lượng tử phổ quát có bao gồm cổng CNOT và cổng Hadamard không?
- Thí nghiệm hai khe là gì?
- Việc quay bộ lọc phân cực có tương đương với việc thay đổi cơ sở đo độ phân cực của photon không?
Xem thêm câu hỏi và câu trả lời trong Nguyên tắc cơ bản về thông tin lượng tử EITC/QI/QIF