Mời các bạn vào link sau để đọc toàn văn bài viết:

http://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/S0219749917300017?src=recsys& 

 

 

         Thế giới đang tiến đến giới hạn của tính toán ở mức phân tử, nơi bắt đầu của các phương pháp tính toán lượng tử. Tính toán lượng tử vận dụng những kiến thức cao cấp trong vật lý-toán, đặc biệt là cơ học lượng tử cung cấp một năng lực tính toán siêu việt như dự báo của R. Feynman.

         Tất cả các phép tính điện toán của chúng ta hiện nay đều dựa trên bit, tính toán lượng tử, ngược lại, dựa trên một logic khác với logic nhị phân – sử dụng quy luật của cơ học lượng tử để tính toán. Quantum bits – bit lượng tử hay còn gọi là qubits, khác với bit thường vì chúng không chỉ có 2 trạng thái như bit nhị phân. Qubits có thể có ở nhiều trạng thái chồng chất khác nhau đồng thời, còn gọi là siêu trạng thái (trạng thái chồng chất). Qubit có khả năng biểu diễn trạng thái thông tin nhiều hơn về chất (cỡ lũy thừa) so với bit thông thường. Siêu trạng thái biểu diễn qua qubit được xử lý qua các hàm truy vấn dạng hộp đen F-Oracle cho phép đưa năng lực tính toán lượng tử lên đến mức khác biệt cùng khả năng xử lý song song thật sự mạnh mẽ, đánh dấu bằng những thuật toán lượng tử nổi tiếng về tìm kiếm như của Grover, Deustch-Rosaz, P. Shor. Vào năm 1994, P.Shor đã chỉ ra qua thuật toán nổi tiếng của mình, khi máy tính lượng tử công nghiệp ra đời, hệ mật RSA nổi tiếng an toàn hiện nay sẽ bị phá trong đơn vị cỡ phút, khác biệt với cỡ hàng tỷ năm như với máy tính hiện nay thực hiện trên cơ sở lưu trữ bit nhị phân.

 Các thuật toán lượng tử, với sức mạnh, tiềm năng to lớn và sự hấp dẫn, hiện nay đang được nhiều quốc gia ráo riết nghiên cứu triển khai trước khi máy tính lượng tử ra đời một cách thực tiễn. IBM bỏ ra hàng tỷ đôla 2002 để thực nghiệm thuật toán lượng tử phá hệ mật RSA của P.Shor, giải Nobel 2012 cho các nhà vật lý về lý thuyết đảm bảo cho khả năng duy trì trạng thái ổn định trạng thái Qubit lượng tử … Trong truyền thông và mật mã học lượng tử, mã sửa sai lượng tử đã được nghiên cứu và triển khai thực tiễn từ những năm 2002,  trong thời gian gần đây đã bước đầu sản xuất ra những sản phẩm thương mại đầu tiên.

Bên cạnh việc nghiên cứu các thuật toán mới, để có thể tiếp tục nghiên cứu mở rộng các ứng dụng của máy tính lượng tử, nắm vững được kỹ thuật mô hình hóa dữ liệu trên máy tính lượng tử sẽ là bước đi quan trọng để xây dựng các ứng dụng thực tế trong thời gian tới, trong đó, lớp các dữ liệu biểu diễn cho xử lý ảnh, hay cho một loạt các bài toán về logic, tìm kiếm, tối ưu tổ hợp là rất đáng quan tâm vì ý nghĩa thực tiễn to lớn của chúng.

     Nghiên cứu xử lý ảnh trên máy tính lượng tử, hình ảnh với sự phổ biến và tính trực quan là một trong những dữ liệu có cấu trúc đầu tiên được mô hình hóa trên máy tính lượng tử. Với sự ra đời của cấu trúc dữ liệu mới này, rất nhiều thuật toán xử lý ảnh đã được phát triển trên máy tính hiện tại đang được chuyển lượng tử hóa nhằm đem lại tốc độ xử lý cao. Đồng thời những tiếp cận hoàn toàn lượng tử cũng đang rất được quan tâm để giải quyết những bài toán kỹ thuật khó, như bài toán tìm kiếm ảnh trong cơ sở dữ liệu. Bên cạnh đó áp dụng mã sửa sai hiệu quả trên cấu trúc dữ liệu ảnh lượng tử hiện vẫn là một bài toán mở quan trọng trong việc hiện thực hóa xử lý ảnh hoàn toàn trên môi trường lượng tử. Những ứng dụng của xử lý ảnh sẽ là tiền đề để phát triển tính toán lượng tử trong lĩnh vực quan trọng là xử lý tín hiệu.

Xử lý tín hiệu nói chung và xử lý ảnh nói riêng là một trong những các ứng dụng cụ thể của tính toán lượng tử đang rất được quan tâm nghiên cứu.