CEO Microsoft giải thích tại sao chip lượng tử là "bước đột phá" của nhân loại

Vật liệu mới, chất siêu dẫn tôpô

"Hầu hết chúng ta đều lớn lên khi học rằng có ba loại vật chất chính: rắn, lỏng và khí. Hôm nay, điều đó đã thay đổi", ông Nadella nói trong một bài đăng trên X.

"Sau gần 20 năm theo đuổi, chúng tôi đã tạo ra một trạng thái vật chất hoàn toàn mới, được mở khóa bởi một lớp vật liệu mới, 'topoconductors' - chất siêu dẫn tôpô, cho phép bước nhảy vọt cơ bản trong điện toán. Nó cung cấp năng lượng cho Majorana 1, đơn vị xử lý lượng tử đầu tiên được xây dựng trên lõi tôpô. Chúng tôi tin rằng bước đột phá này sẽ cho phép chúng tôi tạo ra một máy tính lượng tử thực sự có ý nghĩa không phải trong nhiều thập kỷ, như một số người đã dự đoán, mà chỉ trong vài năm", CEO của Microsoft giải thích.

Điện toán lượng tử là một lĩnh vực công nghệ đang phát triển nhanh chóng, kết hợp các ngành khoa học máy tính, toán học và cơ học lượng tử để giải các phép tính phức tạp hơn nhanh hơn so với khả năng của điện toán cổ điển. Nền tảng của điện toán lượng tử dựa trên các đơn vị thông tin được gọi là qubit, thay vì các bit nhị phân sử dụng trong điện toán cổ điển.

Qubit tồn tại ở nhiều trạng thái cùng lúc, giống như một đồng xu đang quay xuất hiện đồng thời cả mặt ngửa và mặt sấp. Chúng hoạt động khác nhau khi được quan sát và yêu cầu các điều kiện cụ thể như ánh sáng yếu, hoặc môi trường cực kỳ lạnh để sao chép kết quả một cách đáng tin cậy và không có lỗi, điều này khiến sự tiến bộ trong lĩnh vực này diễn ra chậm chạp.

Nhưng khi chúng hoạt động có thể dự đoán được ở quy mô đủ lớn, qubit cho phép máy tính lượng tử tính toán nhanh chóng các phương trình với nhiều giải pháp và thực hiện các tính toán nâng cao mà máy tính cổ điển không thể thực hiện được.

Các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này đều đồng ý rằng các tính toán có thể giải được thông qua điện toán lượng tử có thể giúp khám phá ra các loại thuốc mới, thúc đẩy tăng trưởng lương thực bền vững trong điều kiện khắc nghiệt và phát triển các hợp chất hóa học mới có thể phân hủy nhựa hoặc phá vỡ các phương pháp mã hóa hiện tại của chúng ta, cùng với các kết quả khác.

Ông Nadella tin rằng lượng tử sẽ là một yếu tố thay đổi cuộc chơi toàn cầu khi sử dụng cùng với những tiến bộ trong trí tuệ nhân tạo.

Trong một lần xuất hiện trên "Dwarkesh Podcast", ông Nadella nói rằng điện toán lượng tử sẽ hữu ích nhất cho việc khám phá cách thức hoạt động của các hợp chất khác nhau trong các trạng thái khác nhau, như những tiến bộ trong vật lý hóa học và sinh học, hơn là xử lý dữ liệu nặng mà AI làm tốt nhất.

"Cách tôi nghĩ về nó là, nếu bạn có AI cộng với lượng tử, có thể bạn sẽ sử dụng lượng tử để tạo ra dữ liệu tổng hợp sau đó được AI sử dụng để đào tạo các mô hình tốt hơn, biết cách mô hình hóa thứ gì đó như hóa học hoặc vật lý hoặc những gì bạn có. Hai điều này sẽ được sử dụng cùng nhau", ông Nadella nói trong podcast.

Chip lượng tử chứa một triệu qubit

Microsoft cho biết chất siêu dẫn tôpô của họ là một vật liệu mới không phải là chất rắn, lỏng hay khí, mà công ty đã chế tạo từng nguyên tử. Trong khi nhiều thiết bị điện tử quen thuộc dựa vào vật liệu thô silicon trong chất bán, Microsoft nói rằng chất siêu dẫn tôpô là một con đường phía trước cho điện toán lượng tử để tạo ra các qubit ổn định hơn.

Ông Troy Nelson, Giám đốc công nghệ tại Lastwall - nhà cung cấp công nghệ chống chịu lượng tử về an ninh mạng thông tin, vì hành vi của hệ thống lượng tử thường khó chứng minh do tính chất không ổn định của qubit, ông muốn thấy nhiều thử nghiệm trong thế giới thực hơn để xác nhận những phát hiện của Microsoft. Tuy nhiên, ông "thiên về phía lạc quan hơn của sự lạc quan thận trọng" về thông báo của tập đoàn này.

"Những gì họ đã làm là tạo ra một nền tảng mới mà chúng ta có thể xây dựng dựa trên đó. Bây giờ chúng ta cần giải quyết các vấn đề sản xuất như tính kinh tế theo quy mô và giảm chi phí. Nhưng tôi thấy những gì họ đã tạo ra ở đây như một lộ trình mới", ông Nelson nói.

Kiến trúc tôpô mới của Microsoft đã được sử dụng để phát triển bộ xử lý Majorana 1, cung cấp những gì công ty gọi trong thông cáo báo chí là "một con đường rõ ràng để chứa một triệu qubit trên một chip duy nhất có thể nằm gọn trong lòng bàn tay".

"Đây là một ngưỡng cần thiết để máy tính lượng tử cung cấp các giải pháp chuyển đổi, thực tế - chẳng hạn như phân hủy vi nhựa thành các sản phẩm phụ vô hại hoặc phát minh ra vật liệu tự phục hồi cho xây dựng, sản xuất hoặc chăm sóc sức khỏe. Tất cả các máy tính hiện tại trên thế giới hoạt động cùng nhau không thể làm những gì máy tính lượng tử một triệu qubit sẽ có thể làm", Microsoft thông tin.

Ông Nelson cho biết, bước đột phá tôpô của Microsoft, nếu nó có thể được sao chép bởi các nhà nghiên cứu khác trong lĩnh vực này, sẽ là một bước ngoặt rút ngắn thời gian phát triển máy tính lượng tử hoạt động đầy đủ chỉ còn vài năm. "Nếu chúng ta thực sự có thể in chất siêu dẫn tôpô lên các chip có kích thước bằng bàn tay của bạn, thì điều đó cũng mang tính cách mạng như bóng bán dẫn silicon", ông Nelson nhận định.

Cổ phiếu của Microsoft đã tăng 1,25% vào thứ tư sau thông báo về chip lượng tử mới.

Mặc dù chip Majorana 1 của Microsoft không có nghĩa là điện toán lượng tử hữu ích thương mại sẽ đến ngay lập tức, nhưng đây là bước tiến mới nhất trong một loạt các tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực này, điều này khiến một số nhà nghiên cứu tin rằng việc áp dụng rộng rãi hơn, thương mại sẽ đến sớm hơn dự kiến trước đây.

Tuy nhiên, không phải ai cũng bị thuyết phục. Cổ phiếu lượng tử đã giảm mạnh vào tháng Giêng sau khi Giám đốc điều hành Nvidia, Jensen Huang nói rằng nhân loại phải mất 20 năm nữa mới có công nghệ "rất hữu ích".

(Nguồn Business Insider)