Một bài nghiên cứu mang tính châm biếm đã gây ra cuộc tranh luận sôi nổi trong cộng đồng công nghệ về tiến bộ thực sự của điện toán lượng tử. Bài nghiên cứu có tiêu đề Replication of Quantum Factorisation Records with an 8-bit Home Computer, an Abacus, and a Dog đã chứng minh rằng những thành tựu phân tích nhân tử lượng tử hiện tại có thể được thực hiện bằng máy tính VIC-20 năm 1981 và thậm chí là một chú chó ngoan tên Scribble.
Kỷ lục Phân tích Nhân tử Lượng tử Hiện tại: Chỉ giới hạn ở các số nhỏ như 15 và 21, có thể dễ dàng được tái tạo bởi máy tính cổ điển từ năm 1981 hoặc thậm chí các phương pháp đơn giản như tiếng sủa của chó
Thí Nghiệm Châm Biếm Khởi Đầu Cuộc Tranh Luận Nghiêm Túc
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng những phương pháp không thông thường để làm nổi bật những gì họ cho là thành tựu điện toán lượng tử bị thổi phồng. Cách tiếp cận của họ bao gồm việc để một chú chó sủa ba lần để phân tích các số như 15 và 21 - những con số giống hệt với các kỷ lục điện toán lượng tử hiện tại. Giọng điệu hài hước của bài nghiên cứu che giấu một lời phê bình nghiêm túc về cách lĩnh vực điện toán lượng tử đo lường tiến bộ.
Thí nghiệm không phải không có thách thức. Như các nhà nghiên cứu đã lưu ý, việc khiến chú chó tham khảo Scribble sủa là khó khăn vì nó quá ngoan. Các thành viên cộng đồng đã đề xuất các giải pháp thực tế, với một người lưu ý rằng việc bấm chuông cửa hoạt động tốt với chú Chihuahua của họ, mặc dù nó thích phân tích các số gần giống 529 hơn là 21.
Tại Sao Kỷ Lục Phân Tích Nhân Tử Không Kể Hết Câu Chuyện
Bài nghiên cứu đã khơi mào cuộc thảo luận sôi nổi về việc liệu các cột mốc phân tích nhân tử có phải là thước đo có ý nghĩa của tiến bộ điện toán lượng tử hay không. Nhiều chuyên gia cho rằng việc chỉ tập trung vào những con số mà máy tính lượng tử có thể phân tích đã bỏ lỡ bức tranh tổng thể về tiến bộ công nghệ.
Cuộc tranh luận tập trung vào một câu hỏi cơ bản: chúng ta nên đánh giá điện toán lượng tử dựa trên kích thước của các con số nó có thể phá vỡ, hay dựa trên những cải tiến cơ bản trong chất lượng phần cứng? Một số người cho rằng độ chính xác qubit, tỷ lệ lỗi, thời gian kết hợp và kết nối là những chỉ số tốt hơn về tiến bộ, ngay cả khi chúng chưa chuyển thành các kỷ lục phân tích nhân tử ấn tượng.
Đây là lời nhắc nhở hàng ngày rằng 'Con số lớn nhất mà nó có thể phân tích là bao nhiều' KHÔNG phải là thước đo tốt về tiến bộ trong điện toán lượng tử. Nếu bạn vẫn còn mắc kẹt trong tư duy này, bạn sẽ phải đối mặt với một sự thức tỉnh thô lỗ.
Yêu cầu phần cứng cho điện toán lượng tử có ý nghĩa: Cần cải thiện độ chính xác qubit, tỷ lệ lỗi, thời gian kết hợp và kết nối qubit thay vì chỉ tăng số lượng qubit
Những Thách Thức Kỹ Thuật Thực Sự Đằng Sau Sự Hài Hước
Mặc dù bài nghiên cứu sử dụng sự hài hước để truyền tải quan điểm, nó làm nổi bật những hạn chế kỹ thuật thực sự. Các máy tính lượng tử hiện tại gặp khó khăn với thuật toán Shor - phương pháp toán học để phá mã hóa - ngay cả trên những con số nhỏ một cách tầm thường. Thuật toán này đòi hỏi tài nguyên tính toán khổng lồ tăng theo cấp số nhân với kích thước bài toán.
Các cuộc thảo luận cộng đồng tiết lộ rằng ngay cả việc chạy thuật toán Shor trên các số 8-bit mà không có sửa lỗi về mặt lý thuyết cũng có thể thực hiện được với phần cứng lượng tử ngày nay, mặc dù với tỷ lệ lỗi cao. Việc điều này chưa được chứng minh một cách đáng tin cậy cho thấy những thách thức sâu sắc hơn trong việc triển khai điện toán lượng tử.
Cuộc tranh luận cũng đề cập đến việc liệu lĩnh vực điện toán lượng tử có giống với những ngày đầu của điện toán cổ điển hay không, khi nhiều năm tiến bộ dường như tối thiểu đột nhiên nhường chỗ cho những đột phá cách mạng. Một số chuyên gia cảnh báo rằng điện toán lượng tử có thể chuyển từ chỉ có thể phân tích 15 sang RSA-2048 bị phá vỡ nhanh đến mức các ngành công nghiệp sẽ không có thời gian để điều chỉnh hệ thống bảo mật của họ.
Độ phức tạp của Thuật toán Shor: Yêu cầu O(log(N)³) qubit và O(log(N)²log(log(N))log(log(log(N)))) phép toán để phân tích thừa số của số N, làm nổi bật những thách thức về quy mô mở rộng theo cấp số nhân trong phân tích thừa số lượng tử
Kết Luận
Bài nghiên cứu châm biếm này vừa là giải trí vừa là tiếng chuông cảnh báo cho cộng đồng điện toán lượng tử. Mặc dù nghiên cứu rõ ràng mang tính chế giễu, nó đã thành công trong việc khơi mào những cuộc trò chuyện quan trọng về cách chúng ta đo lường tiến bộ trong các công nghệ mới nổi. Liệu điện toán lượng tử sẽ thực hiện được những lời hứa hay vẫn mắc kẹt trong việc phân tích các số nhỏ bằng phần cứng đắt tiền vẫn là một câu hỏi mở mà ngành công nghiệp tiếp tục theo dõi chặt chẽ.
Tham khảo: Replication of Quantum Factorisation Records with an 8-bit Home Computer, an Abacus, and a Dog