Trong khoa học, có rất ít khoảnh khắc eureka thực sự được trải qua bởi những thiên tài đơn độc, mà là sự trao đổi liên tục và phát triển những ý tưởng thúc đẩy sự tò mò của tập thể con người theo những hướng mới. Trước khi một lĩnh vực nghiên cứu mới ra đời, thường có nhiều ý tưởng tương tự xuất hiện và các nhà khoa học bắt đầu nhìn thấy một cái gì đó mới đang hình thành, nhưng không thể thực hiện được. Sau đó, ai đó quản lý để nói rõ một khái niệm mới, mở ra một hướng mới. Từ đó, có thể mất nhiều năm hoặc thậm chí nhiều thập kỷ cho đến khi nắm được toàn bộ hàm ý. Đó là trường hợp của tính toán lượng tử.
Vào đầu những năm 1980, mối liên hệ sâu sắc giữa vật lý và tính toán đã trở nên rõ ràng. Hai mươi năm trước, Rolf Landauer đã liên kết nhiệt động lực học và thông tin . Năm 1980, nhà toán học Yuri Manin đã đề cập trong phần giới thiệu cuốn sách Tính toán và không thể tính toán (bằng tiếng Nga) của mình ý tưởng về một automaton lượng tử sử dụng chồng chất và vướng víu và Paul Benioff đã thảo luận về một cơ lượng tử vi mô Hamilton như một mô hình của máy Turing. Sau đó, vào tháng 5 năm 1981, một hội nghị về ‘ Vật lý tính toán’ do MIT và IBM tổ chức đã quy tụ các nhà vật lý và nhà khoa học máy tính. Trong số những người tham gia có một số nhà khoa học nổi tiếng như Freeman Dyson, John Archibald Wheeler hoặc Richard Feynman, Landauer và Benioff, và những người khác có tên tuổi vang dội với bất kỳ ai đã làm việc trong lĩnh vực điện toán lượng tử: Charles Bennett, Tommaso Toffoli, Edward Fredkin. Các bài nói chuyện được công bố vào năm sau trên Tạp chí Vật lý Lý thuyết Quốc tế .
Rất khó để biết những bài báo này bị ảnh hưởng ở mức độ nào bởi các cuộc thảo luận tại cuộc họp hoặc liệu các ý tưởng được trình bày đã được trình bày rõ ràng bởi các nhà khoa học trước đó hay chưa. Hầu hết những người đóng góp đều tham khảo các bài báo khác, ngoại trừ Feynman, người không trích dẫn bất kỳ ai (mặc dù anh ấy đã ghi công Fredkin về nguồn cảm hứng) và chỉ chép lại bài phát biểu quan trọng của anh ấy bằng các từ ngữ thông tục (“Bản chất không phải là cổ điển, chết tiệt.”). Giấy của anh ấy đã trở thành một bước ngoặt trong tính toán và mô phỏng lượng tử, và đã được ghi nhận cho sự ra đời của các lĩnh vực này. Feynman lấy những ý tưởng có trong không khí – tính toán là một quá trình vật lý, thậm chí có thể là một quá trình cơ học lượng tử – sau đó xoay chuyển chúng bằng cách hỏi cách tính toán (mô phỏng) vật lý. Ông đã chỉ ra rằng “cơ học lượng tử dường như không thể bắt chước được bởi một máy tính cổ điển cục bộ”, nhưng có thể bị bắt bởi “máy tính lượng tử – những bộ mô phỏng lượng tử phổ quát”. Manin đã có một trực giác tương tự (“hành vi lượng tử của hệ thống có thể phức tạp hơn nhiều so với mô phỏng cổ điển của nó”), nhưng ông đã không phát triển nó thêm.
Mặc dù thật khó để chỉ định một thời điểm duy nhất là điểm khởi đầu của máy tính lượng tử, nhưng với tư cách là một tạp chí, chúng tôi muốn lấy số báo năm 1982 của Tạp chí Vật lý Lý thuyết Quốc tế là kết tinh của ý tưởng về một máy tính lượng tử. Chúng tôi cũng muốn ghi công tất cả những người tiên phong có ý tưởng kết nối cơ học lượng tử với máy tính.
Từ năm 1982 đến nay, điện toán lượng tử đã trải qua một chặng đường với nhiều thăng trầm và những cuộc gặp gỡ bất ngờ. Nó đã chứng kiến sự phấn khích lớn sau thuật toán lượng tử hóa thừa số của Shor vào năm 1994, tiếp theo là những đề xuất đầu tiên về việc xây dựng một máy tính lượng tử. Hy vọng rất cao, nhưng sau đó nhận ra rằng nó sẽ khó khăn như thế nào trong thực tế. Không tìm thấy thuật toán nào khác để cạnh tranh với tiềm năng của Shor. Bất chấp sự thất vọng, động lực vẫn không bị mất và lĩnh vực này phân nhánh sang các hướng khác nhau. Những kết nối bất ngờ với vật lý cơ bản và cái nhìn sâu sắc về nền tảng của cơ học lượng tửđã được khám phá và nhiều tiến bộ đã được thực hiện cả về lý thuyết và thực nghiệm. Mọi thứ bắt đầu khởi sắc trở lại đối với máy tính lượng tử và 5 năm qua đã chứng kiến mối quan tâm thương mại mới và những cuộc trình diễn đầu tiên về máy tính lượng tử thực hiện các nhiệm vụ khó đối với máy tính cổ điển, một lợi thế lượng tử.
Để kỷ niệm bốn thập kỷ của máy tính lượng tử, chúng tôi đã tập hợp một Bộ sưu tập nội dung có liên quan từ các trang của chúng tôi. Như chúng tôi đã làm trong quá khứ, chúng tôi sẽ xem lại các giấy tờ quan trọng và di sản của chúng trong các phần hồi tưởng kiểu ‘sau đó và bây giờ’. Chúng tôi cũng sẽ xem xét phía trước với một bài báo về Lộ trình và các nội dung sắp tới khác. Xem không gian này.
Theo: Nature.
