Giới thiệu sách - Tài liệu tham khảo “Nhập môn máy tính lượng tử”

Sat, 09/07/2022 - 14:58

Thư viện UIT xin giới thiệu đến quý đọc giả quyển sách Tài liệu tham khảo “Nhập môn máy tính lượng tử do nhóm tác giả Phan Hoàng Chương (Chủ biên), Vũ Tuấn Hải, Đỗ Trung Hiếu, Nghiêm Xuân Huy biên soạn, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp.HCM phát hành năm 2021.

Chúng ta đã chứng kiến sự bùng nổ của hàng loạt công nghệ như tính toán thông minh, dữ liệu lớn và trí tuệ nhân tạo chỉ trong vài năm ngắn ngủi. Do đó, áp lực về nhu cầu nâng cao năng lực tính toán, cả về chất lượng lẫn số lượng vô hình trung khiến mô hình máy tính hiện tại (máy tính cổ điển) lỗi thời vì kích thước transistor đã tới giới hạn lượng tủ’ và không thể thu nhỏ hơn nữa. May mắn thay, máy tính lượng tử đã ra đời, có khả năng phục vụ hoàn toàn nhu cầu tính toán của nhân loại trong tương lai. Tuy vẫn còn giới hạn về công nghệ, vẫn có những thành tựu bước đầu về lĩnh vực này khiến chúng ta phải lưu tâm. Máy tính lượng tử cũng được xếp hạng thứ 7 trong danh mục các công nghệ chủ chốt trong cuộc Cách mạng công nghệ lần thứ 4 của Bộ Khoa học Công nghệ (ban hành tháng 10 năm 2020), sau trí tuệ nhân tạo, internet vạn vật, big data, blockchain, cloud computing và mạng thế hệ sau 5G, 6G,...

Máy tính lượng tử là một lĩnh vực hấp dẫn giao thoa bởi ba ngành khoa học quan trọng của nhân loại: khoa học máy tính, toán học và vật lý. Máy tính lượng tử được nghiên cứu nhằm khai thác một số khía cạnh của cơ học lượng tử để mở rộng sức mạnh cũng như tri thức của nhân loại. Trong quá trình tìm hiểu, bạn đọc có lẽ phải ngạc nhiên vì những khái niệm về thông tin và tính toán hoàn toàn mới, về tương lai mà chúng ta có thể đạt được.

Tháng 01/2019, máy tính lượng tử thương mại đầu tiên IBM Q System One của IBM - công ty sản xuất vi xử lý hàng đầu thế giới được ra đời. Chỉ vài tháng sau đó, Sycamore - vi xử lý lượng tử của Google đã chứng minh được Ưu thế lượng tử, rằng máy tính lượng tử sẽ vượt trội hoàn toàn máy tính cổ điển trong vài vấn đề nào đó. Các ngôn ngữ lập trình lượng tử như Q8, QML, Quipper,... cũng đã được phát triển bởi Microsoft, các trường đại học và cộng đồng mã nguồn mở.

Những cường quốc và những ông lớn công đua để đạt được sức mạnh từ máy tính lươn chúng, nhân loại có thể giải được những bài toán ma điển gần như không thể thực hiện, điển hình nhỏ bằng thuật toán Shor, tăng tốc độ tìm kiếm trong dữ liệu thuật toán Grover,... Đứng trước nguy cơ đó, việc nghi. sản xuất và ứng dụng máy tính lượng tử là nhiệm vụ các không chỉ riêng trong ngành công nghệ thông tin, mà còn toán học, vật lý và kỹ thuật.

Vì Nhập môn máy tính lượng tử là cuốn sách dành cho người bắt đầu, bạn đọc sẽ không cần phải có quá nhiều kiến thức về toán hoặc vật lý. Tuy nhiên, cuốn sách sẽ phù hợp nhất với những sinh viên đang theo học Công nghệ thông tin năm thứ hai hoặc cao hơn.

Tại sao lại là năm thứ hai? Vì tính toán lượng tử phải trình bày dưới hình thức đơn giản nhất là vector, ma trận và đồ thị, chúng tôi tránh trình bày những kiến thức cao cấp vì điều đó sẽ khiến bạn đọc khó tiếp cận hơn. Tuy vậy, những quy tắc cơ bản về máy tính lượng tử vẫn được giữ vững. Hầu hết những chương đều trình bày sơ lược về cơ học lượng tử và yêu cầu một số kiến thức vật lý cơ bản lớp 12. Chúng tôi chỉ thảo luận về những kiến thức thiết yếu trong vật lý để hiểu cơ bản về máy tính lượng tử.

Nếu muốn hiểu các quy tắc phức tạp hơn, bạn đọc nhất định phải dấn thân vào lĩnh vực toán học và vật lý được trình bày ở những cuốn sách cao cấp hơn. Chúng tôi nhấn mạnh rằng đây là một cuốn sách tham khảo phục vụ việc tự nghiên cứu, không phải giáo trình phục vụ việc giảng dạy nên không cần sự chính xác tuyệt đối về mặt toán học và sự đầy đủ về vật lý.

Một số bạn đọc biết về máy tính lượng từ trước đây có thể nhầm tưởng rằng việc nghiên cứu lĩnh vực này chỉ nằm trong và. lý hoặc toán học thuần túy, nhưng chúng tôi nghĩ rằng đứng . góc nhìn của khoa học máy tính là hoàn toàn có khả năng và hết sức thú vị.

Mục tiêu của cuốn sách này không phải là để hiểu toàn bộ về máy tính lượng tử do nhiều chủ đề nhỏ hơn quá chuyên sâu nên không được đề cập đến, một số chủ đề khác yêu cầu kiến thức nền cao hơn nên được trình bày một cách ngắn gọn và không đầy đủ hoặc một số chủ đề còn rất mới, đang trong giai đoạn nghiên cứu.