Startup xây dựng máy tính lượng tử mạnh nhất thế giới

[sunshine1104]

Máy tính lượng tử do công ty khởi nghiệp QuEra chế tạo đạt 256 bit lượng tử (qubit), mạnh nhất từ trước đến nay.

Cỗ máy của QuEra được xây dựng và tinh chỉnh trong nhiều năm. Đội ngũ đứng sau gồm các chuyên gia tại Đại học Harvard và Viện Công nghệ Massachusetts (MIT). Năm 2017, nhóm giới thiệu máy tính lượng tử đầu tiên với 51 qubit. Đến 2020, đội ngũ này thử nghiệm thành công hệ thống 256 qubit và trình diễn công khai hôm 17/11.

Trong khi thuật toán lượng tử của Google và IBM sử dụng công nghệ qubit siêu dẫn, nền tảng của QuEra chọn cách đưa nguyên tử trung tính trong buồng chân không và dùng tia laser để làm mát và điều khiển chúng. Trong đó, hệ thống sử dụng xung laser để làm cho các nguyên tử hoạt động cùng nhau, đưa chúng đến trạng thái năng lượng mới gọi là "hằng số Rydberg" - khái niệm được nhà vật lý Thụy Điển Johannes Rydberg mô tả vào năm 1888.

Thực tế, cách tiếp cận trạng thái Rydberg đối với tính toán lượng tử từng được thử nghiệm trong thời gian dài. Tuy nhiên, nhờ tiến bộ công nghệ về tia laser và quang tử, các công đoạn được xử lý dễ dàng và đáng tin cậy hơn. "Công nghệ này rất dễ mở rộng", Alex Keesling, CEO QuEra, cho biết. "QuEra sẽ có một máy tính 1.000 qubit trong hai năm nữa".

Umesh Vazirani, nhà khoa học máy tính tại Trung tâm tính toán lượng tử Berkeley, nhận xét về thành tựu của QuEra: "Chúng tôi đã thử nhiều con đường như công nghệ siêu dẫn hay bẫy ion trong thời gian dài, nhưng đây là sự đột phá".

Theo nhà vật lý John Preskill tại Viện Dữ liệu lượng tử và Vật chất Mỹ, các nền tảng dựa trên trạng thái Rydberg (không chỉ là của QuEra) rất hấp dẫn, do chúng tạo ra các qubit tương tác mạnh. "Đó là nơi của phép thuật lượng tử", ông nói.

Máy tính lượng tử được kỳ vọng sẽ vượt qua những giới hạn của máy tính thông thường. Hồi năm 2019, cỗ máy của Google chỉ mất 3 phút 20 giây để giải phép toàn vốn đòi hỏi máy tính bình thường xử lý trong 10.000 năm. Tuy nhiên, đó là phép toán hẹp nhằm tạo ra các số ngẫu nhiên, không có nhiều ứng dụng trong thực tế.

Đến nay, việc ứng dụng máy tính lượng tử vào nhiệm vụ thực tế vẫn còn hạn chế và gây nhiều tranh cãi. Tuy nhiên, với sức mạnh tính toán vượt trội, giới khoa học kỳ vọng nó sẽ hữu ích trong nghiên cứu, chẳng hạn lập bản đồ các cấu trúc phân tử phức tạp, hay phản ứng hóa học.

Hồi tháng 10, Trung Quốc công bố Jiuzhang 2, khẳng định là máy tính lượng tử mạnh nhất thế giới với 66 qubit, nhanh gấp 10 triệu lần siêu máy tính nhanh nhất hiện nay và mạnh hơn Sycamore 55 qubit của Google, ra đời cách đây hai năm. Cũng trong tuần này, IBM giới thiệu bộ xử lý lượng tử 127 qubit mới mà hãng mô tả là "một phép màu nhỏ của thiết kế".