Thông qua bài viết này, chúng ta sẽ hiểu hơn về những dự đoán và nỗ lực của các nhà sản xuất lớn trong việc phát triển những ứng dụng mới mẻ, tiên tiền hơn nữa cho người sử dụng và về cá
Trang 1BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC NHA TRANG KHOA CONG NGHE THONG TIN
ĐẠI HỌC NHA TRANG
BÀI TẬP NHÓM 5
TIM HIEU VE MAY TINH TUONG LAI THEO QUAN DIEM CUA
CAC NHA SAN XUAT LON
Giảng viên: Cấn Thị Phượng
Môn học: Kiến Trúc Máy Tính
Nhóm học phần: 64.CNTT-4
Sinh viên thực hiện:
Phạm Tuấn Kiệt - 64131060 (NT) Trịnh Ngọc Tuấn — 64132848 Nguyễn Thành Phước — 64131858 Nguyễn Hải Sơn — 64132058 Trần Lương Gia Bảo — 64130134
Nha Trang, Khánh Hòa - 2023
Trang 2Chương 2 MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ - MỤC TIỂU CHUNG CỦA CÁC NHÀ SẢN
XUẤTT LUỚNN HH HH HT guợg 7 2.1 SƠ LƯỢC VỀ MAY TÍNH LƯỢNG TỬ 22.2 122 S121 53 1111155511111 1ExE xe se 7 2.2 SU KHAC BIỆT GIỮA MAY TINH LUONG TU VA MAY TINH THONG
2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CÚỦA MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ -ss s5: 9 2.4INTERNET LƯỢNG TỬ - THE QUANTUM INTERNET 5.2s2ssss2s222 II Chương 3 MỘT SÓ CAC QUAN DIEM KHAC CUA CAC NHA SAN XUAT 13 3.1 TƯƠNG LAI CUA MAY TINH: DU DOAN 50 NAM - TIEN SI PAUL B
k90iny/0 0 ô ÔÖÔÖÔ 13
3.1.1 Công nghệ lĩnh kiện 2 22 2222222112211 111 1112151211111 81118111 re 13 3.1.2 Khoa học máy tính và toán học - 122 22112211 2121212121 121111811181 1x te key 13
3.1.3 Lập trình viên và khả năng lập trình 2 S2 2221212211222 re rey 14
SN Gv in na 14
kXCEVA/ W0) 9e vẽ 15
3.4 CÔNG NGHỆ AN NINH MẠNG 5c se cseceersevxeerseerserseorseseoree 16
3.5 TƯƠNG LAI CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂYY 2025-2030 -.- 17
3.5.1 Điện toán đám mây sử dụng trí tuệ nhân tạo - c2 S2 sẻ se 17
3.5.2 Điện toán đám mây trong ngành giáo đục 2 cc 2222222 ee2 17 3.5.3 Điện toán đám mây trong ngành chăm sóc sức khỏe 27c 25c: 18 3.5.4 Ảnh hưởng kinh tế của đảm mây và công nghệ đám mây, s5: 18 3.5.5 Công nghệ đám mây và cộng tác an toàn hơmn c2: 2c se 18
Chương 4 TÂM QUAN TRONG CUA MAY TINH TUONG LAI TRONG VIEC
PHAT TRIEN CÁC LĨNH VỰC KINH TẺ VÀ XÃ HỘI - 20
Chương 5 XÁC ĐỊNH NHỮNG THÁCH THỨC MÁY TÍNH TƯƠNG LAI 22 Chương 6 KẾT LUẬN - s6 2£ Ss£ 93x SsE*tE* Ea EhESESSESEESEESEEsEkessrssre hit re 23
IV 80i0009:79 0804.7001707 24
Trang 3PHAN MO DAU
Trải qua hơn một thế kỷ phát triển, máy tính dần trở thành công cụ vô cùng quan
trọng trong đời sống và hoạt động của con người hiện đại Từ khi được phát mình cho đến
nay, máy tính đã và đang từng bước ổi vào cuộc sống của chúng ta, tạo nên những thay đối căn bản cho thế giới và khả năng của loài người, giúp cuộc sống trở nên phong phú,
dễ dàng hơn Mọi câu hỏi hay băn khoăn giờ đây đã dễ dàng tra cứu hơn bằng cách sử dụng các công cụ tìm kiếm như Google, thay vi phai mat thời gian tìm tài liệu liên quan Khả năng của máy tính không giới hạn ở bất kỳ lĩnh vực nào, ví dụ như: Máy tính giúp Y học đưa ra các chân đoán về cơ thể; Máy tính có thê giúp các nhà thiết kế thời trang hoặc các kiến trúc sư, tìm ra được những kiểu thiết kế đẹp mắt, phù hợp với xu hướng hiện
tại Ngoài ra, frong sản xuất, các hệ thống máy tính còn có thể thực hiện các công việc
nguy hiểm, thậm chí còn có thê tự điều khiển các cỗ máy khác hoạt động theo đúng ý của CƠN người
Cùng với sự ra đời của mạng Internet, ta có thê nhanh chóng xử lý công việc một cách dễ dàng, giúp cho việc tim hiéu, giao lưu và học hỏi trở nên nhanh chóng, thuận tiện hon May tinh da dan thay thế những chiếc máy đánh chữ cổ lỗ sĩ, có thé thay thé cả giấy,
bút và trở thành một công cụ làm việc đắc lực và hiệu quả cho con người
Tuy có thê giúp ích được rất nhiều cho con người, song nó vẫn còn những mặt hạn chế về việc kiểm tra và xử lý dữ liệu hay các phép toán phức tạp yêu cầu chuyên
sâu trong các ngành khoa học như thiên văn, dự báo thời tiết, y học, sinh vật, toán học
v.v Thông qua bài viết này, chúng ta sẽ hiểu hơn về những dự đoán và nỗ lực của các nhà sản xuất lớn trong việc phát triển những ứng dụng mới mẻ, tiên tiền hơn nữa cho người sử dụng và về các loại máy tính trong tương lai sẽ hình thành và phát triển như thế nào so với hiện nay cùng với những cơ hội, thách thức và những hướng đi của nền công nghệ máy tính trong tương lai
Trang 4Chương 1 TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH VÀ CÁC XU HƯỚNG
PHÁT TRIÊN CỦA MÁY TÍNH TRONG TƯƠNG LAI
1.1 TONG QUAN VE TUONG LAI CUA MAY TINH
“Máy tính tương lai” là một thuật ngữ không dùng đề chỉ riêng cho sự phát triển của máy tính ở thời điểm hiện tại hay trong tương lai, đây còn là một thuật ngữ có thê
hiểu là công nghệ của tương lai, những trí tuệ, kỹ thuật khoa học thuộc lĩnh vực công
nghệ thông tin Tính đến thời điểm hiện tại, đã có rất nhiều tiểu thuyết, phim ảnh hình dung ra sự phát triển trong tương lai của máy tính, quen thuộc nhất đôi với chúng ta chính
la Doraemon - Một chú mèo máy thuộc thê kỷ 22 đã mang về quá khứ biết bao nhiêu
công nghệ của một thế hệ hiện đại Thậm chí cực đoan hơn, có không ít bộ phim đã hình
dung ra cảnh tượng máy tính trong tương lai sẽ thông trị loài người (như phim L robot; Terminator, Ant Man, Iron Man, vv) Dù còn đang ở quy mô thử nghiệm nhưng đã có
một số mẫu “máy tính tương lai” đã thực sự được chế tạo, chúng ta có thể xem đây là
niềm tự hào của nhân loại nói chung và ngành công nghiệp máy tính nói riêng trong công cuộc phát triển hiện đại
Máy tính là phương tiện làm việc tuyệt vời và hiệu quả nhất tính đến thời điểm hiện tại, giúp con người có thể hiểu sâu vào thể giới tự nhiên, liên lạc với nhau một cách
dễ dàng, từ đó mà hiệu quả công việc có năng suất cao hơn trước Tuy nhiên, nó vẫn còn những hạn chế riêng như: tốc độ tính toán còn giới hạn và phụ thuộc nhiều vào độ phức tạp của van đề, kết quả tính toán vẫn chưa đạt các yêu cầu chuyên sâu, việc dùng năng lượng cho máy tính còn yêu cầu tương đối lớn
1.2 XU HƯỚNG PHÁT TRIÊN CỦA MÁY TÍNH TRONG TƯƠNG LAI
Ngày I8 tháng | nam 2023, tai Los Alamitos, California, Hiép hdi may tinh IEEE -t6 chitc hang dau thé giới của các chuyên gia máy tính đã cung cấp phân tích toàn diện
về thành công được dự đoán của từng công nghệ, tác động tiềm ân đối với nhân loại, dự đoán sự trưởng thành và dự đoán việc áp dụng thị trường, đồng thời bao gồm các chân
trời cho các cơ hội áp dụng thương mại cho các học viện, chính phủ , các tô chức nghề
nghiệp và ngành công nghiệp, đã công bố báo cáo dự đoán công nghệ cho năm 2023 [1]
Trang 5Nita Patel, chủ tịch IEEE CS cho biết: “ Năm vừa qua tiếp tục là con đường không chắc chắn trên thị trường toàn cầu và những tiến bộ trong công nghệ cần phải nhanh chóng thích ứng và đáp ứng Dự đoán Công nghệ năm 2023 từ Hiệp hội Máy tính cung cấp một cái nhìn thoáng qua về tương lai và tiếp tục giúp các thành viên của chúng tôi cũng như cộng đồng tông thể lên kế hoạch cho những gì sắp tới.” [I]
[1] Những xu hướng công nghệ hàng đầu được dự đoán là:
O Cham soc sire khée tir xa & Thiét bi deo (Remote Healthcare & Wearables)
Chăm sóc sức khỏe từ xa với thiết bị đeo tiên tiễn sẽ cho phép bệnh nhân nhận hỗ trợ
y tế từ xa và bác sĩ thực hiện các thủ thuật, tham khảo ý kiến của các chuyên gia từ xa
và có quyền truy cập vào thông tin sức khỏe quan trọng
O Thực tế tăng cường (Augmented Reality)
Sự tích hợp liền mạch giữa thế giới thực và không gian mạng sẽ ngày càng trở nên
hiện thực
CO Phan mém cho Edge2 Cloud Continuum
Phần mềm này bao gồm phần mềm mới đề phát triển và triển khai các thành phản,
hệ thống và nên táng điện toán thê hệ tiếp theo cho phép chuyền đổi sang tính toán liên tục với năng lực mạnh mẽ ở biên và biên xa trong một môi trường năng lượng- cách hiệu quả và đáng tin cậy
CO Phan ctrng mé (Open Hardware)
Từ hệ thống mở (OCP) đến ISA (RISC-V) và các kết nói (CXL, UCIe), phong trào nguồn mở đã mở rộng sang phản cứng
¡ DevObps được hỗ trợ bởi AI (AI-Assisted DevOps)
Cách tiếp cận DevOps truyền thống sẽ được cải thiện để giải quyết sự phức tạp ngày cảng tăng của các hệ thống phần mềm
CO In3D trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe được cá nhân hóa
In 3D trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe sẽ phát triển theo hướng sản xuất phụ gia tùy chỉnh cho các cá nhân
(| Trí tuệ nhan tao (Generative AI)
Trang 6Trong vài năm tới, AI sẽ được sử dụng ngày càng nhiều, tăng hiệu quá và cho phép các dịch vụ mới Nó cũng bị ràng buộc đề nâng cao các vẫn đề đạo đức và xã hội Mong đợi tác động mạnh mẽ đến kinh doanh (ngắn hạn), giáo dục (dài hạn) và xã hội (trung hạn đến dài hạn)
LO IT for Sustainability
Công nghệ sẽ phát triển từ CNTT bền vững sang các ứng dụng CNTT mới cho sự bền vững, năng lượng sạch và nền kinh tế xanh
LI Công nghệ xe tự lái (Autonomous Driving)
Xe tự lái trong môi trường được kiểm soát đang bắt đầu được áp dụng trên quy mô
lớn, được hỗ trợ bởi các trường hợp kinh doanh hiệu quả
O Sản xuất phân tán kỹ thuật số (Digital Distributed Manufacturing)
Sản xuất phân tán kỹ thuật số sẽ giảm dấu chân năng lượng và môi trường, đồng thời tăng khả năng phục hồi của chuỗi cung ứng
O Trusted Computing
Sẽ co sự nâng cao nhận thức cộng đồng và sự chú ý đến tính toán đáng tin cậy/được
dam bao trên tắt cả các lĩnh vực công nghiệp Các chính phủ sẽ tăng cường tập trung vào các hành động lập pháp để đảm bảo rằng các hệ thống tiếp xúc với công chúng có
thé duoc tin cay
OO Mang no-ron dé thi lén (Huge Graph Neural Networks)
Các ứng dụng sử dụng các mô hình không lồ, chăng hạn như ChatGPT, đã chứng tỏ
tác động thực sự đối với một loạt vẫn đề đáng kê Mạng nơ-ron đồ thị có thể biểu diễn
các cầu trúc “thế giới thực” phức tạp Chúng tôi dự đoán rằng các mô hình GNN không
lồ sẽ được sử dụng rộng rãi trong học máy
LJ Dược phẩm Thích ứng, Sang tao (Adaptive, Generative Pharmaceuticals) Những tiến bộ trong công nghệ nano và trí tuệ nhân tạo có thê rút ngắn thời gian phát triển vắc xin và mở rộng hiệu quả của chúng
O Rô-bốt tự trị & Máy trí tuệ U/F
Sẽ diễn ra sự tiếp thu rộng rãi các nền tảng rô-bốt, bao gồm cả các phần mở rộng của
cơ thể con người
(| Trí tuệ tổng hợp nhân tạo (Artificial General Intelligence)
Trang 7Những tiến bộ trong AI sẽ dẫn đến các hệ thông AGI có thê hiểu hoặc học bất kỳ
nhiệm vụ trí tuệ nào mà con người có thể thực hiện
CO Số hóa toàn cầu các giao dịch tiền tệ (Global Digitalization of Monetary Transactions)
Chuyên đôi kỹ thuật số các giao dịch tiền tệ sẽ mở ra những cơ hội đột phá mới trên
thị trường toàn cầu
[I Space ITC
Khi ngày càng có nhiều công ty gửi công nghệ lên vũ trụ, các rào cản gia nhập đang giảm ổi nhanh chóng
O Sản xuất không gian bền vững (Sustainable Space Manufacturing)
Các công nghệ và dịch vụ sản xuất và tái chế không gian sẽ cải thiện tính bền vững, khả năng phục hồi va chi phí của hệ sinh thái không gian
LÌ Phát hiện/Chính sửa thông tin (Disinformation Detection/Correction) Cải thiện độ tin cậy của thông tin về sức khỏe cộng đồng, chính trị và khoa học sẽ cải thiện thông tin công khai cần thiết cho các quyết định đúng đắn từ cấp độ cá nhân đên xã hội
Trang 8Chương 2 MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ - MỤC TIỂU CHUNG CỦA CAC NHÀ SẢN XUẤT LỚN
2.1 SƠ LƯỢC VẺ MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ
Lĩnh vực máy tính lượng tử được Yuri Manin nêu ra lần đầu tiên vào năm 1980 và bởi Richard Feynman năm 1982 Máy tính lượng tử sử dụng tính chất spin đại diện cho các brt lượng tử cũng được hình thành khi khái nệm không thời gian lượng tử được đưa
ra vào năm 1969 [2] Mẫu máy tính lượng tử đầu tiên là máy 2-qubit, được chế tạo vào năm 1996 bởi hai tác giả là N.Gershenfeld và [.L Cubinec Các qubit được hiện thực bởi spm hạt nhân của các nguyên tử thuộc phân tử chloroform, như vậy máy tính lượng tử ở đây đơn giản là một phân tử Chloroform Tiếp đó, một số mẫu máy 3, 5, 7, 15 qubit duoc
giới thiệu và các mẫu này chủ yếu được thực hiện tại trung tâm nghiên cứu Alamaden của
hang IBM - trong cac nam 1999, 2000, 2002, 2005 [3]
Dang chu y la mau may co tén Orion cua Hang D-Wave systems of Vancouver cua
Canada Orion co 16-qubit, dugc chế tạo dựa trên vật liệu siêu dẫn có thể thực hiện một
số phép tính số học đơn giản Linh kiện của máy này dựa trên mạch được chế tạo bởi hai
loại bán dẫn là AI và Nb Dòng điện trong các qubit của Orion có thê truyền vòng quanh cuộn dây theo hoặc ngược chiều kim đồng hồ, hoặc cả hai hướng tương ứng với bít 0, bịt
1 hoặc chồng chập các giá trị đó Đề thực hiện các tính toán, Orion được làm lạnh xuống
nhiệt độ 0,01K nhằm hạn chế các nhiễu nhiệt có thê phá hủy trạng thái chồng chập và vướng víu lượng tử Sau Orion, hãng này tiếp tục cho ra các mẫu khác: bộ xử lí 128 qubit D-Wave One vào tháng 5/2011, D-Wave 2X vào 2016 và phiên bán thương mại D- Wave 2000Q vào 2017 với số lượng qubit nhiều gấp đôi so với D-Wave 2X Sản phẩm của Hãng D-Wave systems of Vancouver đã được NASA, Google và Intel mua để phục vụ cho mục tiêu nghiên cứu [3]
Nam 2017, ba hãng công nghệ lớn: Google, Intel, IBM đều giới thiệu các mẫu máy 50-qubit Tháng 3/2018, Google cho ra đời mẫu máy 72-qubit Hai quốc gia là Trung Quốc và Nga cũng đang ráo riết tham gia vào cuộc đua này với các khoản đầu tư lớn, đặc biệt là Trung Quốc chỉ hơn 10 tỷ USD cho nghiên cứu công nghệ tính toán lượng tử Vào đầu năm 2018, hai nước này đã đã tuyên bồ chế tạo thành công các mẫu máy 50-qubit và
51-qubit [6]
Trang 9Máy tính lượng tử là một thiết bị tính toán sử dụng trực tiếp các hiệu ứng của cơ
học lượng tử như tính chồng chập và vướng víu lượng tử đề thực hiện các phép toán trên
dữ liệu đưa vào, là một lĩnh vực máy tính tập trung vào việc phát triển công nghệ máy tính dựa trên các nguyên tắc của lý thuyết lượng tử, giải thích tính chất của năng lượng và vật chất ở cấp độ nguyên tử và hạ nguyên tử, Máy tính lượng tử sử dụng các bit lượng tử (qubit) tận dụng cơ học lượng tử đề hoạt động tính toán theo dạng chồng 0 và 1 nhất định tại mỗi thời điểm, một sự kết hợp của 0 va l
Máy tính lượng tử quy mô lớn sẽ có khả năng giải được các vấn đề phức tạp một
cách nhanh hơn bất kỳ một máy tính cô điển sử dụng các thuật toán tốt nhất hiện nay, như
thuật toán Shor đề phân tích số tự nhiên thành tích các số nguyên tố, hoặc mô phỏng hệ lượng tử nhiều hạt Cũng có những thuật toán lượng tử, như thuật toán Simon, cho phép
máy tính hoạt động nhanh hơn bat kỳ một máy tính dựa trên thuật toán xác suất cô điển,
Hinh 2.1: May tính lượng tử của Google [5|
2.2 SỰ KHÁC BIỆT GIỮA MÁY TÍNH LƯỢNG TU VA MAY TINH THONG
THƯỜNG
May tinh lượng tử và máy tính thông thường khác nhau đáng kể về cách thức hoạt động, kiến trúc và cách xử lý thông tin Dưới đây là một số sự khác biệt chính giữa hai loại máy tính này:
- Don vi tinh: Máy tính thông thường sử dụng các đơn vị tính nhị phân đề biêu diễn thông tin và tính toán, trong khi đó, máy tính lượng tử sử dụng các đơn vị tính quantum bit (hay còn gọi là qubit) để biểu diễn thông tin.
Trang 10- Thao tac tinh toan: May tinh théng thuong sv dung cac phép tinh logic (AND, OR, NOT) đề xử lý thông tin, trong khi máy tính lượng tử sử dụng các thao tác toán học phức tạp hơn, bao gồm cả sự tương tác giữa các qubit
- Kha nang xt ly thong tin: May tinh thông thường có khả năng xử lý thông tin liên tục, trong khi máy tính lượng tử chỉ có thê xử lý thông tin theo từng bước (hay còn gọi là
thoi gian roi rac)
- _ Cầu trúc phần cứng: Máy tính truyền thống có cầu trúc phần cứng đơn giản, bao gồm các thành phần như bộ vi xử lý (CPU), bộ nhớ và các thiết bị nhập xuất Trong khi đó, máy tính lượng tử có cấu trúc phần cứng phức tạp hơn, bao gồm các qubit (đơn vị tính của máy tính lượng tử), các thiết bị điều khiển, cảm biến, và các hệ thống làm mát đặc biệt
- _ Ứng dụng: Máy tính thông thường được sử dụng chủ yếu cho các tác vụ tính toán thông thường như xử lý văn bản, tính toán tài chính, xử lý hình ảnh, và các tác vụ máy tính khác Trong khi đó, máy tính lượng tử được sử dụng cho các tác vụ tính toán phức tạp như phân tích dữ liệu lớn, giải mã các mã khóa bảo mật và mô phỏng các quá trình vật lý và hóa học phức tạp
- _ Ngôn ngữ lập trình: Máy tính truyền thống sử dụng các ngôn ngữ lập trinh nhu C++, Java, Python, và các ngôn ngữ lập trình khác đề viết chương trình, trong khi đó, máy
tính lượng tử sử dụng các ngôn ngữ lập trình đặc biệt, ví dụ như Q1iskit, Microsoft
Quantum Development Kit, va cac ngôn ngữ lập trình khác
Tóm lại, máy tính lượng tử và máy tính thông thường có sự khác biệt đáng kề về kiến trúc, cách thức hoạt động và cách xử lý thông tin, và từ đó có ứng dụng khác nhau
trong các lĩnh vực khác nhau
2.3 NGUYEN LY HOAT DONG CUA MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ
Máy tính lượng tử hoạt động dựa trên nguyên lý của vật lý lượng tử và sử dụng
qubit đề lưu trữ và xử lý thông tin Quá trình tính toán được thực hiện bằng cách áp dụng
các công lượng tử đề thực hiện các phép biến đổi trên các qubit Được cầu tạo từ các hat lượng tử hai trạng thái, ví dụ phôton với trạng thái phân cực ngang và phân cực dọc, hạt nhân nguyên tử spin up và spin down, electron với spin lên và spin xuống, nguyên tử với hai mức năng lượng (mức cơ bản và mức kích thích) hay mạch siêu dẫn với trạng thái lên
Trang 11và xuống Bình thường khi ở trạng thái cô lập, tức không có tác động nào từ bên ngoài, các hạt này ở trạng thái chồng chập của hai trạng thái trên: hạt phôton vừa phân cực ngang vừa phân cực dọc, electron vừa quay sang trái vừa quay sang phải |4|
Nếu máy tính điện tử sử dụng bít là đơn vi thong tin, thì máy tính lượng tử sử dụng hạt hai trạng thái làm đơn vị thông tin được gọi là qubit Trong điều kiện cô lập các hạt lượng tử đồng thời ở cả hai trạng thái, do đó nêu máy tính được chế tạo từ N hạt (gọi là may tinh N-qubit) thi nó đồng thời tồn tai ở 2Ÿ trạng thái, tức có thé thực hiện một lúc
2 phép tính Hiệu ứng này được gọi là tính song song lượng tử, nó đảm bảo cho sự gia tăng tốc độ tính toán theo hàm mũ của máy tính lượng tử
Qubit co mét số thuộc tính đặc biệt, khiến một nhóm trong số chúng có khả năng
cung cấp sức mạnh xử lý cao hơn nhiều so với cùng một số bit nhị phân Quan trọng nhất
được gọi là chồng chất và rối lượng tử
Đơn vị thông tin của máy tính lượng tử là qubit Đó là ký hiệu trạng thái của hạt lượng tử hai trạng thái Hai trạng thái riêng của hạt được ký hiệu là |0) và |L) (ví dụ |0) là spin up va |1) 1a spin down) Khi 6 trang thái cô lập thì hạt ở trang thái chồng chập:
|) = |0) + BI)
Trong đó ơ, § là các số phức thỏa mãn điều kiện |ø + |B? = 1
Mỗi trạng thái chồng chập là một qubit, do đó ứng với hai bịt cô điển |0) và |L) sẽ có vô số qubit Bằng cách chuyên sang tọa độ cầu trong không gian ba chiều có thể biêu diễn qubit
dưới dạng:
Hình 4.1: Biêu diễn Qubit dưới dạng công thức [7]
Công thức trên cho thay các qubit tạo thành một mặt cầu đơn vị trong không gian
ba chiều, gọi là quả cầu Bloch, trong đó các bit cô điển |0) và |L) là hai điểm cực Bắc và
cực Nam
Trang 12Hinh 4.2: biéu dién Bit va Qubit [7]
Việc Qubit lắp đầy một mặt cầu dẫn đến ý nghĩ là có thể gói một lượng vô hạn thông tin cô điển trong một bit lượng tử, nhưng thực tế không xảy ra như vậy Bởi khi đọc thông tin từ máy tính lượng tử ta đã thực hiện hành vị đo lượng tử, do đó xảy ra hiện tượng suy sụp hàm sóng và trạng thái chồng chập lập tức biến thành trạng thái cô điền, tức các qubit biến thành bít và ta cũng chỉ thu được một trong hai bịt cô điền
2.4INTERNET LƯỢNG TỬ - THE QUANTUM INTERNET
Trong một cuộc hợp báo tại Đại học Chicago, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) đã
công bố một báo cáo đưa ra chiến lược kế hoạch chi tiết cho sự phát triển của Internet
lượng tử quốc gia, đưa Hoa Kỳ đi đầu trong lĩnh vực này Vào tháng 2 năm 2020, Phòng thí nghiệm quốc gia DOE, các trường đại học và ngành công nghiệp đã gặp nhau tại thành
phố New York để phát triển chiến lược kế hoạch chi tiết của một mạng Internet lượng tử
quốc gia, đặt ra các nghiên cứu thiết yếu cần hoàn thành, mô tả các rào cản kỹ thuật và thiết kế, đồng thời thiết lập gần mục tiêu kỳ hạn Internet lượng tử sẽ dựa vào các định luật cơ học lượng tử để kiêm soát và truyền thông tin an toàn hơn bao giờ hết [10] Hiện đang Internet lượng tử trong giai đoạn phát triển ban đầu, Một trong những đặc điểm nỗi bat của truyền lượng tử là chúng cực kỳ khó bị nghe trộm khi thông tin
truyền giữa các vị trí Các nhà khoa học có kế hoạch sử dụng đặc điểm đó để tạo ra các
mạng hầu như không thể bị tấn công Những tô chức, ngành nghề hoặc lĩnh vực áp dụng sớm có thê bao gồm các ngành như dịch vụ ngân hàng và y tế, với các ứng dụng cho an ninh quốc gia và thông tin liên lạc trên máy bay Các nhà khoa học cũng đang khám phá cách internet lượng tử có thể đầy nhanh quá trình trao đối lượng dữ liệu không lồ Theo báo cáo, nêu các thành phần này có thể được kết hợp và mở rộng quy mô, thì xã hội có