Bước ngoặt thay đổi lớn trong ngành điện toán
Các chuyên gia tin rằng điện toán lượng tử có thể dẫn đến những đột phá trong các lĩnh vực như mật mã, tài chính, khoa học và giao thông vận tải.
Khu phức hợp công nghệ nano Albany. Ảnh: IBM
Tạo ra các loại thuốc dược phẩm mang tính đột phá, thử nghiệm vật liệu mới cho ô tô và mô phỏng các kịch bản thị trường có thể ảnh hưởng đến ngân hàng. Đây là một số nhiệm vụ có thể mất hàng tháng hoặc hàng năm để phát triển, ngay cả với những máy tính tiên tiến nhất.
Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu khoảng thời gian đó có thể được rút ngắn xuống còn vài phút hoặc vài giờ?
Đó chính là lời hứa mà điện toán lượng tử có thể mang lại. Đây là một lĩnh vực đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ, ngày càng thu hút sự quan tâm và đầu tư từ các gã khổng lồ công nghệ cũng như các công ty khởi nghiệp.
Ngày 12.11, tập đoàn công nghệ máy tính đa quốc gia của Mỹ (IBM) đã công bố bộ xử lý Loon thử nghiệm mới và chip điện toán lượng tử Nighthawk, có thể thực hiện các phép tính phức tạp hơn so với thế hệ trước.
Hai năm qua đã chứng kiến những thông báo liên quan đến lượng tử từ Google, Microsoft và các công ty công nghệ khác.
Theo McKinsey & Company, điện toán lượng tử có thể tạo ra mức tăng trưởng giá trị 1,3 nghìn tỷ đô la trong một số ngành công nghiệp vào năm 2035, và điều này hoàn toàn có lý do chính đáng.
Các chuyên gia tin rằng điện toán lượng tử cũng có thể dẫn đến những đột phá trong các lĩnh vực như mật mã, tài chính, khoa học và giao thông vận tải.
IBM cho biết công nghệ này có thể giải quyết một số vấn đề trong vài phút hoặc vài giờ mà thông thường các máy tính không chuẩn lượng tử phải mất hàng nghìn năm.
Nhưng vẫn còn một chặng đường dài phía trước. Việc giải quyết điện toán lượng tử không chỉ là việc nâng cấp các máy tính hiện có, mà còn là cách tiếp cận hoàn toàn riêng biệt dựa trên các nguyên lý của vật lý lượng tử.
Tạo nên sự khác biệt của máy tính lượng tử
Máy tính lưu trữ và xử lý thông tin bằng ngôn ngữ được tạo thành từ các số 0 và 1, còn được gọi là "bit".
Nhưng điện toán lượng tử sử dụng "bit lượng tử", còn được gọi là "qubit". Thay vì chỉ là 0 hoặc 1, qubit có thể hoạt động đồng thời như 0 hoặc 1 và tồn tại ở các trạng thái giữa 0 và 1, xử lý thông tin nhanh hơn nhiều.
BMW Group và Airbus hiện đang hợp tác với công ty khởi nghiệp điện toán lượng tử Quantinuum để nghiên cứu cách công nghệ này có thể được sử dụng trong quá trình phát triển pin nhiên liệu.
Trong khi đó, Accenture Labs, công ty công nghệ sinh học Biogen và công ty điện toán lượng tử 1QBit đang hợp tác nghiên cứu liên quan đến dược phẩm.
"Máy tính lượng tử có thể so sánh các phân tử lớn hơn nhiều so với những phân tử mà máy tính cổ điển có thể tính toán", Accenture cho biết trên trang web.
Anand Natarajan, phó Giáo sư ngành kỹ thuật điện và khoa học máy tính tại MIT, chia sẻ niềm hy vọng lớn nhất là máy tính lượng tử có thể mô phỏng bất kỳ loại thí nghiệm hóa học hoặc sinh học nào được thực hiện trong phòng thí nghiệm.
Theo ông Natarajan, máy tính lượng tử có thể có ảnh hưởng rất lớn đến mật mã và an ninh mạng vì có thể được sử dụng để phá mã bảo vệ dữ liệu.
Cuộc đua đột phá điện toán lượng tử
Trong bối cảnh đó, điện toán lượng tử có thể giải quyết những vấn đề nan giải hiện nay. Ví dụ, qubit cực kỳ mỏng manh, khiến chúng rất dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như thay đổi nhiệt độ hoặc ánh sáng.
IBM chỉ là một ứng cử viên trong cuộc đua điện toán lượng tử. Vào tháng 2, Microsoft đã giới thiệu chip điện toán lượng tử Majorana 1.
Con chip này chứa một vật liệu đặc biệt mà công ty cho biết có thể tạo ra một trạng thái vật chất mới, có khả năng tạo ra các qubit ổn định hơn.
Vào tháng 12, Google đã công bố chip điện toán lượng tử Willow, được cho là giúp giảm lỗi khi sử dụng nhiều qubit hơn và có thể thực hiện trong năm phút những gì một máy tính thông thường phải mất 10 nghìn tỷ năm.
Chưa có kết luận chính xác về thời điểm điện toán lượng tử sẽ phát huy hết tiềm năng của nó.
Tuy nhiên, phó Giáo sư Natarajan tin rằng chúng ta có lẽ còn phải chờ thêm một hoặc hai thập kỷ nữa.
McKinsey cho biết 72% giám đốc điều hành công nghệ, nhà đầu tư và học giả mà họ đã trao đổi đều tin rằng máy tính lượng tử hoàn toàn chịu lỗi có thể ra đời vào năm 2035. IBM dự kiến sẽ đạt được điện toán lượng tử chịu lỗi vào cuối thập kỷ này.
Và khi điều đó xảy ra, lợi ích có thể rất to lớn. Và đó là một trong những hứa hẹn mà máy tính lượng tử mang lại.
