qBitTensor - Mở khóa điện toán lượng tử trên Bittensor

Tổng quan về Bittensor Quantum Subnet

Bittensor Quantum Subnet (qBitTensor) là một lớp hạ tầng phi tập trung chuyên biệt cho điện toán lượng tử trong cấp độ cốt lõi, được xây dựng trên kiến trúc mạng lưới của Bittensor. Subnet này không chỉ tăng khả năng của mạng chính mà còn đặt nền móng cho sự hợp tác giữa hai lĩnh vực đang phát triển: quantum computing và blockchain.

Học máy, mật mã học, mô phỏng vật lý và tối ưu hóa phi tuyến tính đều có thể bị ảnh hưởng trực tiếp bởi qBitTensor Quantum Subnet, một bước tiến chiến lược nhằm đẩy nhanh quá trình chuyển hóa điện toán lượng tử từ một lĩnh vực thuần túy lý thuyết thành một nền tảng.

Các mục tiêu trọng tâm củaqBitTensor

(1) Dân chủ hóa quyền truy cập lượng tử làm cho điện toán lượng tử dễ dàng hơn cho nhiều người.

Bằng cách tạo ra một giao thức, qBitTensor phá vỡ cấu trúc này và cho phép mọi người, từ nhà nghiên cứu độc lập đến startup, tham gia vào hệ sinh thái lượng tử. Việc tích hợp cơ chế đồng thuận và phần thưởng của Bittensor giúp công bằng và minh bạch khuyến khích sự đóng góp kiến thức, mô hình và tài nguyên điện toán lượng tử.

(2) Hỗ trợ sáng tạo và tối ưu hóa trong giải quyết bài toán lượng tử.

QBitTensor tạo ra một môi trường mạng mở trong đó các phương pháp mô phỏng, thuật toán lượng tử hoặc chiến lược hybrid (quantum-classical) có thể được thử nghiệm, benchmark và tiến hóa thông qua sự cạnh tranh phi tập trung. Khi tokenomics được sử dụng để định giá và thưởng cho những đóng góp tính toán hiệu quả, nó thúc đẩy một hệ sinh thái đổi mới không ngừng.

(3) Giải quyết bài toán lượng tử lớn bằng cách sử dụng kiến trúc mạng phân tán

Khả năng phối hợp xử lý ở mức hệ thống là điều cần thiết cho điện toán lượng tử. Cấu trúc mạng neuron phi tập trung của Bittensor cho phép qBitTensor triển khai các mô hình meta-learning lượng tử, các mạng lượng tử phân tán (Distributed Quantum Networks) hoặc tận dụng tài nguyên không hoạt động từ các node cổ điển để hỗ trợ các quá trình tối ưu hóa pre- và post-

Nơi các thuật toán, mô hình và tài nguyên lượng tử được mã hóa thành tài sản kỹ thuật số và có thể phối hợp và giao dịch thông minh thông qua cơ chế khuyến khích của blockchain, qBitTensor dự định trở thành một "trung tâm kiến thức quantum". Điều này không chỉ thúc đẩy nghiên cứu lượng tử mà còn mở ra cơ hội phát triển các ứng dụng phi tập trung mới được gọi là Q-dApps.

Peaked Circuits (Mạch đạt đỉnh) - Công nghệ và nền tảng cốt lõi

Một loại mạch lượng tử được thiết kế đặc biệt để sử dụng các đặc điểm độc đáo của tính toán lượng tử trong một mạng lưới phi tập trung là trọng tâm chính của Quantum Subnet. Peaked Circuit là một mạch lượng tử được thiết kế để tạo ra một "đỉnh" xác suất trong các kết quả đo lường. Khi được thực thi đúng cách, một chuỗi bit ẩn sẽ được tiết lộ, cung cấp lời giải cho bài toán.

Bài toán trong lĩnh vực lượng tử cụ thể, bao gồm bốn đặc điểm cơ bản sau, được giải quyết trong giai đoạn đầu tiên.

• Tính ngẫu nhiên (Randomizability): Người xác thực (validators) cần có khả năng cung cấp cho các thợ đào (miners) nguồn mạch lượng tử độc nhất và không giới hạn.

• Tính xác minh (Verifiability): Mục tiêu ở giai đoạn này là thực thi mạch lượng tử chính xác hơn là chứng minh việc thực thi. Các bài toán của chúng tôi được thiết kế để cung cấp đáp án đúng hoặc sai.

• Khả năng mở rộng, còn được gọi là khả năng mở rộng: nó tạo ra mạch lượng tử mà các thợ đào có thể giải quyết một cách đáng tin cậy trong khi vẫn có khả năng mở rộng.

• Khả năng không thể tiếp cận: Các Peaked Circuits không có "lối tắt" để giải bằng máy tính thông thường; chúng chỉ có thể được giải bằng tính toán lượng tử.

Peaked Circuits cũng hỗ trợ một thị trường phi tập trung, nơi các thợ đào cạnh tranh để cung cấp các giải pháp lượng tử tốt nhất. Hệ thống điểm của SN63 dựa trên trung bình suy giảm theo thời gian (trung bình suy giảm theo thời gian), ưu tiên cho các thợ đào chạy được các mạch lớn và nhanh hơn để tăng hiệu suất.

Tích hợp vào Bittensor

Để các thợ đào xử lý, người xác thực phải tạo ra một số mạch lượng tử. Họ sẽ tạo ra "mạch độc nhất" cho mỗi thợ đào, cung cấp dưới dạng tệp QASM và lưu trữ cục bộ trong chuỗi bit.

Thợ đào là một nhà tiên phong trong các giới hạn tính toán trong giai đoạn đầu của dự án; họ sử dụng các tệp QASM và tìm ra lời giải bằng các framework lượng tử.

Những thách thức tồn đọng

Bộ xử lý lượng tử (QPUs)

Mặc dù phần cứng lượng tử thực đã tiến bộ một chút, nhưng nó vẫn còn tồn tại một số hạn chế khiến chúng không thể được sử dụng rộng rãi.

Hiện tại, lỗi trong trạng thái lượng tử của các QPU rất dễ phát sinh và sẽ lan truyền trong quá trình tính toán. Ngoài ra, các tác động từ phần cứng và môi trường liên tục ảnh hưởng đến các hoạt động tử, khiến việc duy trì phép tính ổn định trở nên khó khăn hơn. Việc truy cập và thực hiện các phép tính trên QPU là quá tốn kém, và nhiều nhà phát triển không thể chi trả đủ tiền để đáp ứng những chi phí này. Cầu thường vượt xa cung, khiến phần cứng lượng tử cao cấp phải chờ lâu.

Trong một mô phỏng khi chạy thử Peaked Circuits gồm 12 qubit, độ sâu 140 trên bộ xử lý lượng tử QPU Eagle của IBM. Mạch này đã được biên dịch thành các cổng tương thích với phần cứng và chạy với 4.096 lần. Lỗi đọc (readout error) đã được giảm bớt bằng phương pháp hiệu chuẩn Mthree (Mthree calibration), thực hiện qua 8.192 lần thử trên cùng 12 qubit. Mạch được tạo ra và tối ưu hóa để đạt xác suất cực đại (peak probability) là 0,346575. Kết quả của 5 trạng thái (states) dẫn đầu như sau:

Mạch lượng tử 12 qubit

• 111011001100: 295 lần (7,20%) - Mục tiêu

• 111011001101: 19 lần (0,46%)

• 111011000011: 19 lần (0,46%)

• 111111001100: 19 lần (0,46%)

• 111001111111: 18 lần (0,44%)

Mặc dù thử nghiệm đã tìm ra trạng thái đỉnh khi chạy trên phần cứng thực nhưng thời gian xếp hàng dài và tỷ lệ lỗi cao khiến việc ứng dụng thực tế với Bittensor trở nên khó khăn.

Cụ thể, lỗi đọc (readout error) và nhiễu đã làm giảm xác suất để đạt mục tiêu từ 34,6% trong mô phỏng xuống chỉ còn 7,2% khi chạy trên thiết bị. Sai số này càng tăng khi các mạch lớn hơn được triển khai vì mạch 12 qubit vẫn còn rất nhỏ so với quy mô thực tế mà mạng con (subnet) sẽ sử dụng. Ngoài ra, thời gian kết hợp cũng đặt ra giới hạn về độ sâu của peaked circuit trước khi khử kết hợp và các ràng buộc ngân sách khiến nó không khả thi để chạy tiếp.

Mô phỏng lượng tử

Mặc dù các trình mô phỏng dễ dàng hơn, nhưng chúng có các yêu cầu phức tạp:

Mô phỏng state-vector toàn phần—còn được gọi là mô phỏng vector toàn phần—nhanh chóng trở nên bất khả thi về mặt tính toán. Vượt quá 50–60 qubit yêu cầu nhiều dung lượng bộ nhớ và sức mạnh xử lý. Nhiều trình mô phỏng có độ chính xác thấp vì họ phải sử dụng độ xấp xỉ hoặc thuật toán chuyên biệt để xử lý các mạch lớn hơn.

Tùy thuộc vào cách tiếp cận thuật toán cơ bản, trình mô phỏng có thể xử lý các mạch cần nhiều qubit hơn một cách đáng kể. Mỗi phương pháp có tốc độ, dung lượng bộ nhớ và phạm vi ứng dụng riêng.

Tầm nhìn chiến lược

Mục tiêu của lộ trình phát triển của qBitTensor là tạo ra một nền tảng điện toán lượng tử phi tập trung có khả năng mở rộng quy mô, tác động sâu rộng và hoạt động hiệu quả trong thế giới thực. Dự án không chỉ thực hiện các nguyên lý lượng tử mà còn tạo ra các giải pháp công nghệ ứng dụng cao.

Mở rộng các loại mạch lượng tử có thể xác minh là một trong những bước đi chiến lược đầu tiên. Khi qBitTensor sử dụng công nghệ Peaked Circuits, một loại mạch lượng tử tối ưu hóa việc xác thực trên mạng lưới phân tán, nó sẽ có khả năng triển khai nhiều loại mạch lượng tử phức tạp hơn. Điều này sẽ giúp mạng lưới xử lý nhiều tác vụ hơn.

Sau đó, qBitTensor tập trung vào việc giải quyết các vấn đề thực tế bằng cách sử dụng mạch lượng tử. Dự án sẽ dần chuyển sang triển khai một bộ công nghệ lượng tử toàn diện—một tập hợp phần mềm và công nghệ tích hợp cho phép thực hiện các bài toán thực tế trong nhiều lĩnh vực quan trọng—thay vì chỉ tập trung vào việc thực thi các mạch trừu tượng mang tính thử nghiệm. Về cụ thể:

• Mật mã lượng tử: qBitTensor sẽ là nền tảng triển khai và thử nghiệm các thuật toán mật mã thế hệ mới nhằm đảm bảo an toàn trong môi trường hậu lượng tử.

• Tài chính lượng tử: Các thuật toán lượng tử sẽ được sử dụng để xử lý các bài toán liên quan đến định giá phái sinh, mô phỏng hành vi thị trường và tối ưu hóa danh mục đầu tư nhằm tăng hiệu suất và độ chính xác.

• Hóa học lượng tử: Nền tảng có khả năng hỗ trợ các mô phỏng phân tử và cấu trúc điện tử ở cấp độ lượng tử, giúp nghiên cứu về thuốc và vật liệu mới diễn ra nhanh hơn.

Kết luận

Mục tiêu lâu dài của qBitTensor là trở thành một hạ tầng lượng tử phi tập trung toàn diện, cho phép người dùng gửi các mạch lượng tử của riêng họ lên mạng lưới. Để thực thi và xác minh, những mạch này sẽ được phân phối đến các node trong mạng, những người đóng vai trò là các "miners lượng tử". Một mô hình xử lý tính toán lượng tử dựa trên cộng đồng kết hợp kiến trúc phân tán của blockchain và tiềm năng vượt trội của máy tính lượng tử hiệu quả với cơ chế này.

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Thông tin được trình bày trong bài viết này là nhận định cá nhân của tác giả trong lĩnh vực tiền mã hóa. Đây hoàn toàn không phải là lời khuyên tài chính hay đầu tư. Mọi quyết định đầu tư đều nên dựa trên sự cân nhắc kỹ lưỡng danh mục cá nhân và mức độ chấp nhận rủi ro của bạn. Quan điểm trong bài viết không đại diện cho lập trường chính thức của nền tảng. Chúng tôi khuyến nghị người đọc tự nghiên cứu và tham khảo ý kiến chuyên gia trước khi đưa ra bất kỳ quyết định đầu tư nào.

Tổng hợp và phân tích bởi HCCVenture

Tham gia tổ chức HCCVenture tại đây : https://linktr.ee/holdcoincventure

Xem thêm các nghiên cứu khác :