1
00:00:00,195 --> 00:00:03,313
Trong suốt chiều dài lịch sử,
công nghệ được sinh ra từ

2
00:00:03,313 --> 00:00:06,051
trí tuệ loài người, lửa và gậy gộc.

3
00:00:06,631 --> 00:00:10,102
Khi lửa và gậy gộc biến thành
nhà máy điện và vũ khí hạt nhân,

4
00:00:10,102 --> 00:00:12,692
não bộ chúng ta đã đạt được
bước tiến bộ vĩ đại nhất.

5
00:00:13,132 --> 00:00:17,619
Từ thập kỷ 60, sức mạnh trí tuệ nhân loại
tăng lên theo cấp số nhân,

6
00:00:17,619 --> 00:00:21,794
làm ra những cỗ máy nhỏ dần,
đồng thời ngày càng mạnh mẽ.

7
00:00:22,524 --> 00:00:25,444
Nhưng quá trình này sắp đến giới hạn
về mặt vật lý.

8
00:00:25,834 --> 00:00:28,721
Bộ phận máy tính đang đạt đến kích cỡ
của một nguyên tử.

9
00:00:29,391 --> 00:00:32,689
Để hiểu được vì sao đây là một vấn đề,
ta cần biết khái niệm cơ bản.

10
00:00:39,666 --> 00:00:43,903
Một máy tính được làm bởi nhiều bộ phận
đơn giản, làm những việc đơn giản,

11
00:00:43,903 --> 00:00:48,474
lưu trữ, xử lý dữ liệu và 
điều khiển các bộ phận.

12
00:00:49,064 --> 00:00:50,678
Các chip máy tính gồm các module,

13
00:00:50,678 --> 00:00:53,906
mang theo các cổng logic, 
gồm các transistor.

14
00:00:54,556 --> 00:00:58,459
Transistor là bộ phận cơ bản nhất trong
việc xử lý dữ liệu,

15
00:00:58,459 --> 00:01:01,555
về cơ bản, nó là một công tắc để
mở hoặc đóng

16
00:01:01,555 --> 00:01:03,479
lối đi của thông tin.

17
00:01:03,939 --> 00:01:08,463
Thông tin được sử dụng dưới dạng bit,
có thể nhận giá trị 0 hoặc 1.

18
00:01:09,073 --> 00:01:12,982
Chuỗi nhiều bit được dùng để đại diện
cho các thông tin phức tạp hơn.

19
00:01:13,502 --> 00:01:18,025
Transistor là tập hợp các cổng logic,
mỗi cổng có chức năng rất đơn giản.

20
00:01:18,025 --> 00:01:22,888
Ví dụ, một cổng AND sẽ trả về kết quả
là 1 nếu mọi đầu vào là 1

21
00:01:22,888 --> 00:01:25,104
và trả về 0 trong tất cả các
trường hợp còn lại

22
00:01:25,664 --> 00:01:28,982
Kết hợp các cổng logic sẽ đem lại
các module tính toán thực tế hơn,

23
00:01:28,982 --> 00:01:31,066
ví dụ như là phép cộng hai số.

24
00:01:31,446 --> 00:01:35,134
Khi có thể cộng, bạn có thể nhân,
và khi có thể nhân,

25
00:01:35,134 --> 00:01:36,851
bạn cơ bản là làm được mọi thứ.

26
00:01:37,481 --> 00:01:41,038
Mọi hoạt động thực tế dễ dàng hơn
toán lớp 1 theo đúng nghĩa đen,

27
00:01:41,038 --> 00:01:43,729
nên bạn có thể tưởng tượng máy tính
giống như một lớp học

28
00:01:43,729 --> 00:01:46,038
đang giải các bài toán đơn giản.

29
00:01:46,578 --> 00:01:50,717
Với số lượng đủ lớn, chúng có thể
tính toán ra mọi thứ.

30
00:01:51,277 --> 00:01:53,617
Tuy nhiên, khi các bộ phận
ngày càng nhỏ và mỏng,

31
00:01:53,617 --> 00:01:56,049
vật lý lượng tử khiến mọi thứ
trở nên khó hơn.

32
00:01:56,649 --> 00:01:59,805
Cụ thể hơn, một transistor chỉ đơn giản
là một công tắc điện.

33
00:02:00,105 --> 00:02:03,111
Điện là đường dịch chuyển của
electron từ nơi này sang nơi khác,

34
00:02:03,111 --> 00:02:07,818
vì thế công tắc là cánh cổng để
ngăn electron di chuyển theo một hướng.

35
00:02:08,408 --> 00:02:11,678
Ngày nay, kích cỡ một transistor
vào khoảng 14 nm,

36
00:02:11,678 --> 00:02:15,481
tức là nhỏ hơn đường kính virus HIV
8 lần,

37
00:02:15,481 --> 00:02:18,451
nhỏ hơn hồng cầu 500 lần.

38
00:02:18,931 --> 00:02:22,497
Một transistor đang gần đạt kích cỡ
của một nguyên tử,

39
00:02:22,497 --> 00:02:25,929
electron có thể chỉ cần dịch chuyển
xuyên qua "cánh cổng" này

40
00:02:25,929 --> 00:02:28,173
thông qua một "đường hầm lượng tử".

41
00:02:28,643 --> 00:02:31,649
Về mặt lượng tử, vật lý hoạt động
khá khác so với

42
00:02:31,649 --> 00:02:33,358
những gì ta từng được làm quen,

43
00:02:33,358 --> 00:02:36,561
và máy tính truyền thống khồng còn
phù hợp nữa.

44
00:02:37,071 --> 00:02:40,935
Chúng ta đang tiến tới rào cản
vật lý trong việc phát triển công nghệ.

45
00:02:41,655 --> 00:02:44,001
Để giải quyết vấn đề này,
các nhà khoa học

46
00:02:44,001 --> 00:02:47,016
đang thử nghiệm các tính chất
lượng tử bất thường

47
00:02:47,016 --> 00:02:49,052
bằng cách xây dựng máy tính lượng tử.

48
00:02:49,664 --> 00:02:53,141
Trong máy tính thông thường, bit là đơn vị
nhỏ nhất của thông tin.

49
00:02:53,611 --> 00:02:57,787
Máy tính lượng tử sử dụng qubit, đơn vị
cũng có thể đặt là một trong hai giá trị.

50
00:02:58,287 --> 00:03:00,613
Một qubit có thể là hệ
hai trạng thái lượng tử,

51
00:03:00,613 --> 00:03:04,290
giống như là một spin trong từ trường
hoặc là một photon đơn lẻ.

52
00:03:04,580 --> 00:03:07,518
0 và 1 là các trạng thái của hệ thống,

53
00:03:07,518 --> 00:03:10,678
giống như photon phân cực theo
chiều ngang hoặc dọc.

54
00:03:11,148 --> 00:03:14,524
Trong thế giới lượng thử, qubit không cần
phải là 0 hoặc 1;

55
00:03:14,524 --> 00:03:17,656
nó có thể là cả hai 
với một tỉ lệ nhất định.

56
00:03:17,896 --> 00:03:19,905
Đây là nguyên lý chồng chập.

57
00:03:20,355 --> 00:03:24,270
Nhưng cho đến khi kiểm tra giá trị,
ví dụ như đưa photon vào một màng lọc,

58
00:03:24,270 --> 00:03:28,664
nó sẽ phải chọn là phân cực dọc
hoặc ngang.

59
00:03:29,234 --> 00:03:33,722
Vì thế, khi không ai để ý, qubit có thể
là sự chồng chập các khả năng

60
00:03:33,722 --> 00:03:36,953
có giá trị 1 và 0, và bạn không thể đoán
nó sẽ về giá trị nào.

61
00:03:37,623 --> 00:03:41,690
Nhưng ngay khi bạn tính đến nó,
nó sẽ ngay lập tức về chỉ một giá trị.

62
00:03:42,380 --> 00:03:44,537
Nguyên lý chồng chập chính là
bước ngoặt.

63
00:03:45,267 --> 00:03:48,233
4 bit cổ điển có thể là một trong


64
00:03:48,233 --> 00:03:50,040
2^4 giá trị tại một thời điểm.

65
00:03:50,422 --> 00:03:54,400
Nghĩa là với 16 giá trị cho phép,
bạn chỉ dùng được một.

66
00:03:54,960 --> 00:03:57,016
4 qubit với chồng chập

67
00:03:57,016 --> 00:04:00,202
có thể trở thành 16 giá trị cùng một lúc!

68
00:04:00,875 --> 00:04:04,020
Con số này tăng theo cấp số nhân
với từng qubit được thêm vào.

69
00:04:04,530 --> 00:04:08,110
20 qubit có thể lưu trữ
hơn một triệu giá trị song song nhau.

70
00:04:08,780 --> 00:04:11,680
Kỳ lạ hơn, qubit có một tính chất rất dị

71
00:04:11,680 --> 00:04:15,147
là rối lượng tử, một kết nối giữa
các qubit

72
00:04:15,147 --> 00:04:17,968
khiến cho trạng thái qubit này đổi
dựa vào qubit còn lại,

73
00:04:17,968 --> 00:04:20,084
không quan trọng khoảng cách giữa chúng.

74
00:04:20,564 --> 00:04:23,254
Đồng nghĩa với việc chỉ cần tính
một qubit

75
00:04:23,254 --> 00:04:27,562
chúng ta có thể suy ra qubit còn lại
mà không cần tính đến nó.

76
00:04:27,942 --> 00:04:30,718
Vận dụng qubit cũng rất hại não.

77
00:04:31,118 --> 00:04:34,010
Một cổng logic thông thường
cần một nhóm đầu vào

78
00:04:34,010 --> 00:04:36,133
vừa đưa ra một giá trị trả về duy nhất.

79
00:04:36,654 --> 00:04:39,863
Một cổng lượng tử sử dụng
một đầu vào là kiểu chồng chập,

80
00:04:39,863 --> 00:04:44,780
biến đổi các khả năng, và trả về
một kiểu chồng chập khác.

81
00:04:45,430 --> 00:04:49,965
Vì thế một máy tính lượng tử cài đặt qubit
và sử dụng các cổng lượng tử để làm rối

82
00:04:49,965 --> 00:04:53,171
và vận dụng các khả năng để có thể
tính toán đầu ra,

83
00:04:53,171 --> 00:04:57,501
xem xét sự chồng chập để cuối cùng
có được một chuỗi số 0 và 1.

84
00:04:57,991 --> 00:05:00,996
Đồng nghĩa với việc bạn có thể
tính toán rất nhiều phép tính

85
00:05:00,996 --> 00:05:04,138
phù hợp với thiết lập bạn đề ra
trong cùng một lúc.

86
00:05:04,728 --> 00:05:06,895
Đương nhiên bạn chỉ nhận được một kết quả

87
00:05:06,895 --> 00:05:09,466
và đó chưa chắc là kết quả bạn cần,

88
00:05:09,466 --> 00:05:11,697
vì thế bạn cần kiểm tra lại và thử lại
nếu cần.

89
00:05:12,717 --> 00:05:15,886
Nhưng nếu khai thác khả năng chồng chập
và rối lượng tử,

90
00:05:15,886 --> 00:05:17,888
việc này có thể hiệu quả hơn rất rất nhiều

91
00:05:17,888 --> 00:05:20,427
so với làm việc tương tự trên máy tính
thông thường.

92
00:05:21,747 --> 00:05:25,463
Vậy nên, trong khi máy tính lượng tử
chưa thể thay thế máy tính trong nhà,

93
00:05:25,463 --> 00:05:28,201
nó có thể vô cùng hữu dụng ở một số mảng.

94
00:05:28,771 --> 00:05:30,457
Một trong số đó là tìm dữ liệu.

95
00:05:30,817 --> 00:05:32,264
Để tìm dữ liệu nào đó,

96
00:05:32,264 --> 00:05:35,479
một máy tính phải kiểm tra
tất cả các mục trong một thời gian.

97
00:05:36,019 --> 00:05:38,812
Thuật toán lượng tử chỉ cần căn bậc hai
thời gian trên,

98
00:05:38,812 --> 00:05:41,934
mà nếu là cơ sở dữ liệu lớn,
đó là một sự khác biệt rõ ràng.

99
00:05:42,761 --> 00:05:46,595
Thuật toán lượng tử rất nổi tiếng trong
lĩnh vực phá bảo mật thông tin.

100
00:05:47,235 --> 00:05:49,746
Hiện tại, trình duyệt, email và tài khoản
ngân hàng

101
00:05:49,746 --> 00:05:53,193
của bạn được bảo mật bằng hệ thống mã hóa,
cấp cho mọi người

102
00:05:53,193 --> 00:05:56,587
một khóa công khai để mã hóa một tin nhắn
mà chỉ bạn có thể giải mã.

103
00:05:57,057 --> 00:05:59,889
Vấn đề ở chỗ khóa công khai có thể
sử dụng

104
00:05:59,889 --> 00:06:02,014
để tính ra khóa cá nhân bí mật của bạn.

105
00:06:02,544 --> 00:06:05,520
May là việc đó nếu làm trên
máy tính thông thường

106
00:06:05,520 --> 00:06:07,690
cần hàng năm trời thử các giá trị.

107
00:06:08,110 --> 00:06:10,520
Nhưng máy tính lượng tử với tốc độ bá đạo

108
00:06:10,520 --> 00:06:11,906
có thể làm rất nhanh chóng.

109
00:06:12,636 --> 00:06:15,345
Một ứng dụng thú vị khác là
mô phỏng.

110
00:06:15,795 --> 00:06:18,897
Mô phỏng thế giới lượng tử cần
nguồn tài nguyên rất lớn,

111
00:06:18,897 --> 00:06:22,062
thậm chí với các cấu trúc lớn,
như là phân tử,

112
00:06:22,062 --> 00:06:23,954
chúng thường thiếu chính xác.

113
00:06:24,504 --> 00:06:28,254
Vậy nên tại sao không mô phỏng lượng tử
bằng chính vật lý lượng tử?

114
00:06:29,004 --> 00:06:31,888
Mô phỏng lượng tử có thể đem lại
hiểu biết mới về protein,

115
00:06:31,888 --> 00:06:33,783
tạo ra cuộc cách mạng về dược phẩm.

116
00:06:34,403 --> 00:06:36,878
Hiện tại ta không thể biết liệu
máy tính lượng thử sẽ

117
00:06:36,878 --> 00:06:40,680
là một công cụ chuyên biệt
hay là cuộc cách mạng nhân loại.

118
00:06:41,090 --> 00:06:43,733
Chúng ta không thể biết giới hạn
của công nghệ,

119
00:06:43,733 --> 00:06:45,863
và chỉ có duy nhất một cách để biết được!

120
00:06:47,563 --> 00:06:50,625
Video được hỗ trợ bởi Học viện Khoa học
Australia,

121
00:06:50,625 --> 00:06:53,525
nơi chắp cánh và hỗ trợ cho ngành khoa học
một cách tuyệt vời.

122
00:06:54,425 --> 00:06:56,595
Tìm hiểu thêm về ượng tử và
các vấn đề khác

123
00:06:56,595 --> 00:06:58,567
tại .

124
00:06:58,911 --> 00:07:01,917
Một hân hạnh lớn khi làm việc cùng họ,
vì thế hãy thăm họ!

125
00:07:02,387 --> 00:07:06,070
Video của chúng tôi được hoàn thành nhờ
hỗ trợ của các bạn trên Patreon.com.

126
00:07:06,630 --> 00:07:10,796
Nếu muốn hỗ trợ thêm và trở thành
thành viên của binh đoàn chim Kurzgesagt,

127
00:07:10,796 --> 00:07:12,361
hãy thăm Patreon của Kurzgesagt!

128
00:07:12,361 --> 00:07:16,361
Sub by Phú Trần - gpaddy.com