Sự cáo chung của kỷ nguyên silicon

Một cuộc cách mạng đang tới gần. Vào năm 2019 và 2020, hai quả bom đã làm rung chuyển thế giới khoa học. Hai nhóm nghiên cứu thông báo rằng họ đã đạt tới uy thế lượng tử, một đỉnh điểm huyền thoại, ở đó một loại máy tính mới hoàn toàn gọi là máy tính lượng tử có thể thực hiện các nhiệm vụ cụ thể mạnh hơn rất nhiều so với các siêu máy tính digital thông thường. Điều đó báo trước một sự chuyển biến có tính bước ngoặt, có thể làm thay đổi toàn bộ lĩnh vực tính toán và làm đảo lộn mọi phương diện đời sống thường nhật của chúng ta.

Trước hết, Google đã hé lộ rằng máy tính lượng tử Sycamore có thể giải được một bài toán toán học trong 200 giây, trong khi các siêu máy tính nhanh nhất thế giới phải mất tới một vạn năm.

Theo tạp chí Technology Review của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) thì Google gọi đây là đột phá quan trọng của họ. Họ ví nó như sự kiện phóng vệ tinh Sputnik hay như chuyến bay đầu tiên của anh em nhà Wright. Đó là “ngưỡng cửa để bước vào một thời đại mới của máy tính, có thể làm cho những máy tính mạnh nhất ngày hôm nay không khác gì một cái bàn tính”.

Sau đó Viện Cách tân Lượng tử thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc thậm chí còn đi xa hơn. Họ tuyên bố máy tính lượng tử của họ nhanh hơn một siêu máy tính thông thường tới 100 ngàn tỷ lần.

Bob Sutor, phó chủ tịch của IBM, khi bình luận về sự phát triển nhanh như sao băng của máy tính lượng tử, đã nói một cách dứt khoát, “Tôi nghĩ rằng đây sẽ là công nghệ tính toán quan trọng bậc nhất của thế kỷ này.”

Sự ra đời của máy tính lượng tử là cuộc cách mạng mới trong công nghệ. Ảnh: South China Morning Post.

Các máy tính lượng tử còn được gọi là “máy tính tối hậu”, một bước nhảy quyết định về công nghệ với những hệ quả sâu sắc đối với toàn thế giới. Thay vì tính toán dựa trên transitor nhỏ xíu, các máy tính kiểu mới này tính toán dựa trên các đối tượng nhỏ bé khả dĩ nhất, đó là chính các nguyên tử, và do đó mà chúng có thể dễ dàng vượt qua sức mạnh của các siêu máy tính mạnh nhất của chúng ta. Các máy tính lượng tử có thể mở ra cả một thời đại mới cho kinh tế, xã hội và lối sống của chúng ta.

Nhưng máy tính lượng tử còn hơn thế, chứ không chỉ là một máy tính loại khác. Chúng là loại máy tính mới có khả năng xử lý các bài toán mà những máy tính digital không thể giải quyết được, ngay cả trong trường hợp cho chúng vô số thời gian.

Ví dụ, các máy tính digital không bao giờ tính được chính xác các nguyên tử kết hợp với nhau như thế nào để tạo ra các phản ứng hoá học quan trọng, đặc biệt là những phản ứng làm cho sự sống có thể xuất hiện.

Các máy tính digital chỉ có thể tính trên băng số (digital tape) gồm dãy các số 0 và 1, một cách quá thô để mô tả những sóng electron ảo diệu nhảy múa rất sâu bên trong phân tử.

Ví dụ, khi phải mệt mỏi tính toán các đường đi của con chuột trong một mê cung, máy tính digital phải phân tích một cách khốn khổ mỗi đường đi khả dĩ, hết đường này sang đường khác. Trong khi đó, máy tính lượng tử phân tích đồng thời tất cả các con đường khả dĩ cùng một lúc với tốc độ nhanh như chớp.

Đến lượt mình, điều này lại làm gia tăng sự cạnh tranh gay gắt giữa các ông lớn chuyên sản xuất máy tính, tất cả họ đều đang chạy đua để tạo ra máy tính lượng tử mạnh nhất thế giới. Năm 2021, IBM tiết lộ máy tính lượng tử của riêng họ, gọi là Eagle, đã vươn lên đứng đầu với khả năng tính toán mạnh hơn tất cả các máy tính lượng tử trước nó.

Nhưng các kỷ lục đó chẳng khác gì những chiếc vỏ bánh nướng - tạo ra là để bị phá vỡ.

Do những hệ quả sâu sắc của cuộc cách mạng này, không có gì ngạc nhiên khi nhiều tập đoàn hàng đầu thế giới đã đầu tư mạnh vào công nghệ máy tính lượng tử. Google, Microsoft, Intel, IBM, Rigetti và Honeywell tất cả đều đang tạo dựng các nguyên mẫu máy tính lượng tử. Các nhà lãnh đạo Silicon Valley đều ý thức được rằng họ cần phải theo kịp cuộc cách mạng này nếu không muốn bị bỏ rơi lại phía sau.