Ngày 9/12, Google đã giới thiệu một con chip máy tính lượng tử mới có tên Willow. Theo chia sẻ của gã khổng lồ tìm kiếm, vi xử lý này là bước đột phá trong việc đưa máy tính lượng tử đến gần hơn với thực tế.
Theo Hartmut Neven, người sáng lập bộ phận Quantum AI của Google, chip tùy biến Willow có thể thực hiện công việc mà các siêu máy tính hàng đầu hiện nay phải mất 10 triệu tỷ tỷ năm chỉ trong 5 phút. Nếu viết thành số, đây sẽ là số 10 với 24 chữ số 0 theo sau.
Trong khi những thành tựu của Google được ghi nhận là đã tạo đột phá cho lĩnh vực điện toán lượng tử, các chuyên gia cho rằng vẫn còn quá sớm để công nghệ này thật sự tạo ra ý nghĩa.
Dấu hỏi về bước đột phá
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.
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.
 |
| Các Qubit có vô vàn giá trị trong khoảng 0-1. Ảnh: The Next Web. |
Tuy nhiên, các chuyên gia trong lĩnh vực này cho rằng bước đột phá về điện toán lượng tử của Google vẫn còn thiếu ứng dụng trong thế giới thực.
Cụ thể, chuyên gia Francesco Ricciuti tại quỹ đầu tư mạo hiểm Runa Capital cho rằng tuyên bố của Google “dựa trên các nhiệm vụ và tiêu chuẩn không thực sự hữu ích cho các trường hợp thực tế”.
“Google đang cố gắng định nghĩa một vấn đề thực sự cao siêu đối với máy tính thông thường mà họ có thể giải quyết bằng máy tính lượng tử. Thật đáng kinh ngạc khi họ có thể làm được điều đó, nhưng điều đó không có nghĩa là nó hữu ích”, Ricciuti nói thêm.
Trong khi đó, theo Winfried Hensinger, giáo sư công nghệ lượng tử tại Đại học Sussex, chip Willow “vẫn còn quá nhỏ để thực hiện các phép tính hữu ích” và máy tính lượng tử sẽ cần “hàng triệu qubit” để giải quyết các vấn đề thực sự quan trọng của ngành.
Hiện tại, Willow mới có 105 qubit. Bên cạnh đó, siêu chip của Google còn dựa trên qubit siêu dẫn, một công nghệ yêu cầu luôn phải được duy trì ở nhiệt độ cực lạnh để làm cho các nguyên tử gần như bất động.
 |
| Hệ thống làm mát máy tính lượng tử của Google đưa toàn bộ vật liệu chip Willow về trạng thái siêu dẫn ở mức 0 độ K (-273 độ C). Ảnh: Google. |
“Về cơ bản, việc chế tạo máy tính lượng tử với số lượng qubit lớn như vậy bằng cách sử dụng qubit siêu dẫn sẽ rất khó khăn. Việc làm mát nhiều qubit như vậy đến nhiệt độ cần thiết, gần bằng độ không tuyệt đối là rất khó hoặc không thể thực hiện được”, giáo sư Hensinger giải thích.
Bất cập của máy tính lượng tử
Về phần mình, Google cho biết đã thực hiện “các mô phỏng khoa học thú vị về các hệ thống lượng tử, dẫn đến những khám phá khoa học mới nhưng vẫn nằm trong tầm với của máy tính cổ điển”.
“Mục tiêu của chúng tôi là thực hiện cả hai cùng một lúc - bước vào lĩnh vực thuật toán vượt ngoài khả năng của máy tính cổ điển và tỏ ra hữu ích cho các vấn đề thực tế có liên quan đến thương mại”, Neven nói.
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.
Ưu thế lượng tử tối cao từ góc độ khoa học là khả năng cung cấp cho các nhà khoa học một cách cụ thể để xác định máy tính lượng tử có hay không hữu ích cho việc gì, sau đó so sánh với máy tính cổ điển.
Một vấn đề khác là sự phức tạp nằm ở khâu chứng minh máy tính lượng tử vượt trội so với máy tính cổ điển. Điều này phức tạp ở chỗ, các nhà khoa học phải kiểm chứng kết quả được tính toán bởi máy tính lượng tử và máy tính thường.
 |
| Phòng thí nghiệm AI lượng tử của Google tại Santa Barbara, California. Ảnh: Google. |
Nếu có một bài toán mà máy tính cổ điển không giải quyết được, làm cách nào kiểm chứng kết quả được thực hiện trên máy tính lượng tử là đúng hay sai?
“Nhiều người tuyên bố đã đạt được mốc ưu thế lượng tử tối cao, nhưng vấn đề là làm cách nào kiểm chứng được kết quả của họ?” Grameme Smith, trợ lý Giáo sư tại Đại học Colorado cho biết.
Ngoài ra, qubit dù có tốc độ nhanh nhưng dễ gặp lỗi, vì chúng bị tác động bởi hạt hạ nguyên tử và sóng năng lượng từ vũ trụ.
Khi nhiều qubit được đóng gói vào một con chip, những lỗi đó có thể cộng dồn lại và khiến khả năng tính toán của vi xử lý chỉ ngang với một chiếc máy tính phổ thông. Vì vậy, kể từ những năm 1990, các nhà khoa học đã nghiên cứu cách để hiệu chỉnh lỗi lượng tử.
Nhóm của Neven gồm khoảng 300 kỹ sư đang thực hiện sứ mệnh xây dựng một hệ thống máy tính lượng tử, có khả năng giải quyết các vấn đề từng bị coi là bất khả thi như công nghệ năng lượng nhiệt hạch an toàn và ngăn chặn biến đổi khí hậu.
Mặc dù vậy, chính Neven và các thành viên trong nhóm Google Quantum AI cũng nhận định vẫn còn nhiều năm nữa mới có một máy tính lượng tử đủ khả năng giải quyết được những thách thức kể trên.
Hai nhà sáng lập Google tự tay làm nên tất cả
Kể về câu chuyện của 25 doanh nhân của thế giới, sách "Họ đã làm gì để thay đổi thế giới?" vừa là một “kho” tư liệu về tinh thần doanh nhân vừa là nguồn cảm hứng cho những ai muốn tự mình sáng tạo nên những điều ý nghĩa.
