Người viết nên 'giấc mơ' về siêu máy tính lượng tử của Microsoft

một ngày trướcBài gốc

Vào năm 2000, một giám đốc của Microsoft đã đưa ra lời mời hấp dẫn đến nhà leo núi và giáo sư vật lý Chetan Nayak: Hãy gia nhập công ty, cùng nhau chinh phục đỉnh núi Rainier gần đó và xây dựng một chiếc máy tính lượng tử.

Nayak nhận lời và chinh phục đỉnh cao nhất của bang Washington trong vòng hai năm. Tuy nhiên, hành trình hướng đưa một thiết bị lượng tử ra ánh sáng vẫn còn tiếp diễn.

Cỗ máy vĩ đại

Theo WSJ, gần như tất cả ông lớn công nghệ đều đang nỗ lực xây dựng một cỗ máy tính lượng tử, thứ mà họ cho rằng sẽ tạo nên những bước nhảy vọt trong các lĩnh vực như mã hóa và y học.

Về cơ bản, máy tính thường hoạt động dựa trên các bit, mỗi bit có 2 giá trị 0 và 1. Tại một thời điểm, mỗi bit chỉ có thể nhận một giá trị duy nhất. Thế nhưng với máy tính lượng tử, các qubit có nhiều hơn 2 giá trị, chúng có thể có vô số giá trị trong khoảng 0-1.

Tại mỗi thời điểm, chúng cũng có thể có nhiều giá trị khác nhau. Nói cách khác, trong cùng khoảng thời gian mà một chip máy tính kỹ thuật số truyền thống có thể di chuyển dữ liệu từ điểm A đến điểm B hoặc thực hiện một số phép toán, máy tính lượng tử có thể thực hiện lượng phép tính lớn đến mức không thể tưởng tượng được.

Các Qubit có vô vàn giá trị trong khoảng 0-1. Ảnh: The Next Web.

Theo lý thuyết, máy tính lượng tử sẽ có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu lớn hơn nhiều, dẫn đến những đột phá tiềm năng trong các lĩnh vực như y học, khoa học và tài chính.

Máy tính lượng tử được hy vọng vượt mặt máy tính truyền thống, mang lại cho nhân loại khả năng tính toán “vô hạn”. Thế nhưng kể từ khi được đề cập trên các mặt báo, tới nay vẫn chưa có chiếc máy tính lượng tử nào thực sự nổi trội.

Lý do máy tính lượng tử vẫn chưa được sử dụng rộng rãi, nói một cách dễ hiểu, bởi người ta chưa kiểm soát được hành vi các hạt bên trong bộ vi xử lý. Công nghệ của chúng ta vẫn chưa đạt đến mốc “ưu thế lượng tử tối cao”, cảnh giới có thể kiểm soát được hành vi các hạt hạ nguyên tử.

Nayak dẫn dắt một nhóm tại Microsoft bao gồm hàng trăm nhà hóa học, kỹ sư và nhà toán học, những người đã cố gắng xây dựng một máy tính lượng tử trong khoảng 20 năm. Nhóm này, được gọi là Station Q, đang theo đuổi một cách tiếp cận mạo hiểm hơn và ít được chấp nhận rộng rãi hơn so với các cách tiếp cận được sử dụng của các đối thủ như Google của Alphabet.

Sau 17 năm nghiên cứu, Microsoft cuối cùng đã có thành quả đầu tiên với chip lượng tử có tên Majorana 1. Theo The Verge, Majorana 1 có khả năng tích hợp tới một triệu qubit trên một con chip có kích thước không lớn hơn nhiều so với CPU bên trong các máy tính để bàn và máy chủ.

Sự khác biệt của chip Microsoft

Tất cả con chip máy tính đều có lỗi.Tuy nhiên, trên các con chip trong PC và smartphone ngày nay, tỷ lệ lỗi là tối thiểu. Trong khi đó, với qubit, sự xáo trộn nhỏ nhất có thể khiến chúng mắc phải một chuỗi lỗi liên tiếp.

Chip lượng tử đầu tiên của Microsoft có tên Majorana 1. Ảnh: Microsoft.

Dưới sự lãnh đạo của Nayak, Microsoft đã tìm ra cách giải quyết vấn đề với một thứ được gọi là “siêu dẫn topo”. Vật liệu này không thuộc dạng rắn, lỏng hay khí và được dùng để tạo ra các khối xây dựng có thể được mở rộng thành một chiếc máy tính lượng tử mạnh mẽ.

Trong đó, một electron đơn lẻ về cơ bản được trải ra trên một sợi dây nhỏ được làm lạnh đến gần nhiệt độ không tuyệt đối. Việc trải electron đó sẽ hình thành một hạt Majorana, hạt mà nhà vật lý lý thuyết Ettore Majorana đã mô tả từ năm 1937, sở hữu các tính chất có thể được sử dụng để tạo ra một qubit.

Với việc chỉ cần một con chip duy nhất với khả năng tích hợp một triệu qubit, máy tính lượng tử của Microsoft có thể thực hiện các mô phỏng với độ chính xác cao hơn nhiều. Đây hứa hẹn sẽ là tiền đề quan trọng giúp con người cải thiện hiểu biết về thế giới tự nhiên và mở ra những đột phá trong y học cũng như khoa học vật liệu.

Hãng công nghệ có trụ sở tại Redmond, Seattle tự tin cho biết đột phá này có thể rút ngắn thời gian ra mắt thiết bị lượng tử xuống còn vài năm thay vì hàng thập kỷ.

Các nhà khoa học làm việc tại phòng thí nghiệm đặc biệt dành cho máy tính lượng tử của Microsoft. Ảnh: WSJ.

Bất chấp một số nhà vật lý vẫn còn bày tỏ nghi ngờ về tuyên bố của Microsoft, CEO Satya Nadella lại tỏ ra rất phấn khích. Đây là một sự thay đổi đáng chú ý, khi WSJ trích dẫn một email nội bộ từ 7 năm trước tiết lộ chính Nadella đã bác bỏ các nỗ lực về máy tính lượng tử như với lý do không có tiềm năng thương mại.

Bây giờ, khi Microsoft đã quyết định trình diễn hạt Majorana ra thế giới, Nayak đang tập trung vào việc làm cho các qubit trở nên đáng tin cậy hơn nữa và cải thiện việc tích hợp thêm nhiều qubit hơn vào con chip.

Vị giáo sư 53 tuổi cho biết ông không muốn đến tuổi 70 vẫn còn phải làm việc tại Microsoft để cố gắng chế tạo một con chip qubit ổn định.

Anh Tuấn

Nguồn Znews : https://znews.vn/nguoi-viet-nen-giac-mo-ve-sieu-may-tinh-luong-tu-cua-microsoft-post1538746.html