Thế giới công nghệ đón nhận với sự háo hức và kỳ vọng khi máy tính lượng tử đang trên đà tiến gần hơn đến thực tế, với những đột phá ấn tượng trong thời gian gần đây.
Theo các chuyên gia hàng đầu, không chỉ đạt tới mức ngang bằng, máy tính lượng tử có thể vượt trội hơn so với các phiên bản máy tính truyền thống.
Được mô tả như một cỗ máy vô cùng mạnh mẽ, máy tính lượng tử đã gây sốc với khả năng xử lý tuyệt vời, so với cả siêu máy tính hiện đại. Ví dụ, Sycamore của Google đã thực hiện một bài toán chỉ trong vòng 200 giây, một thành tựu mà siêu máy tính mạnh nhất thế giới phải mất đến 10.000 năm mới có thể hoàn thành.
Ngoài ra, Jiuzhang của Trung Quốc chỉ cần chưa đầy một giây để giải quyết một nhiệm vụ, trong khi siêu máy tính đòi hỏi gần 5 năm để đạt được kết quả tương tự.
Các nhà nghiên cứu và kỹ sư đang tiến hành các thử nghiệm và phát triển máy tính lượng tử với tầm nhìn tiềm năng vô cùng hứa hẹn. Công nghệ này có thể mang đến sự thay đổi đột phá trong nhiều lĩnh vực, từ tối ưu hóa hệ thống phức tạp đến bảo mật thông tin.
Mặc dù vẫn còn một số thách thức về công nghệ và hạ tầng cần được vượt qua, sự tiến bộ nhanh chóng của máy tính lượng tử không thể phủ nhận và đã thu hút sự quan tâm rất lớn từ cộng đồng quốc tế.
Sơ lược về máy tính lượng tử
Máy tính thông thường dựa trên hệ thống bit nhị phân – 0 hoặc 1, để thực hiện các phép tính. Tuy nhiên, máy tính lượng tử sử dụng qubit, một đơn vị thông tin độc đáo, cho phép đồng thời biểu diễn và xử lý thông tin ở trạng thái 0, 1 hoặc cả hai cùng một lúc.
Với khả năng biểu diễn tất cả các khả năng đồng thời của thông tin cơ bản, máy tính lượng tử lý thuyết là nhanh chóng và mạnh mẽ hơn nhiều so với các phiên bản máy tính thông thường sử dụng trong cuộc sống hàng ngày.
Máy tính lượng tử đang được đánh giá có tiềm năng to lớn trong nhiều lĩnh vực, bao gồm y tế, quân sự, nghiên cứu và nhiều hơn nữa. Tuy vậy, hiện tại, sự ứng dụng thực tế của công nghệ này vẫn chưa phổ biến và hầu hết chỉ tập trung trong phòng thí nghiệm.
Mặc dù vậy, tốc độ phát triển của máy tính lượng tử đang diễn ra với tốc độ nhanh chóng, và chúng ta đang chứng kiến những thay đổi đáng kể trong tương lai gần.
Thành tựu của IBM
Với sự giới thiệu của chip lượng tử Eagle với 127 qubit vào tháng 11/2021, IBM đã đạt được một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực máy tính lượng tử.
Eagle không chỉ là bộ xử lý lượng tử mạnh nhất của hãng, mà còn vượt qua giới hạn của siêu máy tính truyền thống – một thành tựu được coi là lợi thế lượng tử. Điều quan trọng hơn, Eagle mở ra cơ hội để máy tính lượng tử tiến gần hơn tới ứng dụng thực tế.
Trong suốt nhiều năm qua, một trong những rào cản chính khiến máy tính lượng tử gặp khó khăn khi nhập vào thế giới thực là sự dễ bị lỗi trong quá trình xử lý.
Các bit lượng tử thường trở nên mất tự nhiên và gây ra những sai sót trong kết quả cuối cùng. Do đó, để đạt được độ chính xác cao hơn, máy tính lượng tử cần có khả năng sửa chữa lỗi nhanh và chính xác hơn.
Tuy nhiên, vào giữa tháng 6, IBM đã công bố những nghiên cứu mới cho thấy rằng các lỗi thường gặp trên máy tính lượng tử có thể được giảm thiểu đáng kể.
Bằng cách sử dụng Eagle và một máy tính thông thường mạnh nhất, IBM đã tiến hành xử lý các mô hình vật lý phức tạp. Khi quy mô của mô hình tăng lên, hệ thống chạy trên Eagle vẫn hoạt động chính xác, trong khi máy tính thông thường cuối cùng không thể đáp ứng nổi.
Trong một bước tiến đáng chú ý, máy tính lượng tử đã thành công trong việc mô hình hóa chính xác một hệ thống vật lý trong thế giới thực. Đây là một thành tựu quan trọng, cho thấy máy tính lượng tử hiện đại có khả năng mô phỏng những vấn đề cực kỳ khó, có thể coi là không thể, trong thực tế. Điều này tiên đoán cho chúng ta một kỷ nguyên mới trong lĩnh vực điện toán lượng tử, đem lại tiện ích không thể chối từ.
— Darío Gil, Phó chủ tịch cấp cao, kiêm Giám đốc bộ phận nghiên cứu của IBM.
Microsoft tham gia vào cuộc chơi
Ngày 21/6, Microsoft đã chính thức thông báo rằng họ đang tiến hành xây dựng siêu máy tính lượng tử đầu tiên sau nhiều năm đầu tư hàng trăm triệu USD vào nghiên cứu công nghệ.
Trên blog của công ty, Microsoft viết:
Chúng tôi đã đạt được một cột mốc quan trọng đầu tiên, nhằm mục tiêu tạo ra một máy tính lượng tử đáng tin cậy để áp dụng trong thực tế. Với sự trang bị này, chúng tôi sẽ trao quyền cho các nhà nghiên cứu để giải quyết những vấn đề khó khăn nhất mà hành tinh của chúng ta đang phải đối mặt.
Với cam kết này, Microsoft đang gửi đi một thông điệp rõ ràng về sự cam kết và quyết tâm của họ trong việc phát triển máy tính lượng tử và ứng dụng công nghệ này vào các vấn đề thực tế. Việc xây dựng máy tính lượng tử đáng tin cậy sẽ mở ra cánh cửa cho một tương lai với những khả năng vượt trội và tiềm năng khám phá mới trong lĩnh vực công nghệ.
Theo thông tin từ hãng phần mềm, Microsoft đang phát triển một siêu máy tính lượng tử với khả năng thực hiện một triệu phép tính lượng tử mỗi giây. CEO của Microsoft, Satya Nadella, đã đặt mục tiêu tham vọng cho công ty: “Nén 250 năm tiếp theo của hóa học và khoa học vật liệu vào 25 năm tới”.
Công ty phần mềm Mỹ chưa tiết lộ chi tiết về cách thức hoạt động của siêu máy tính lượng tử này. Dự kiến việc xây dựng và hoàn thiện siêu máy tính lượng tử sẽ mất thời gian trong thập kỷ tới. Krysta Svore, Phó Chủ tịch phụ trách lượng tử tiên tiến của Microsoft, cho biết rằng đây là khoảng thời gian cần thiết để công ty có thể ứng dụng công nghệ điện toán lượng tử vào các vấn đề thực tế.
Với cam kết này, Microsoft đang tạo ra một động lực mạnh mẽ để nâng cao khả năng và hiệu suất của máy tính lượng tử. Việc áp dụng điện toán lượng tử vào cuộc sống hàng ngày và các lĩnh vực như hóa học và khoa học vật liệu sẽ mang lại những tiềm năng và cơ hội khám phá mới, đồng thời thúc đẩy sự tiến bộ của công nghệ trong tương lai.
