IBM công bố mình đã có máy tính lượng tử 50 qubit, chuẩn bị thương mại hóa một máy tính 20 qubit cuối năm nay

Năm ngoái, IBM đã mở cỗ máy tính lượng tử của mình dưới dạng một dịch vụ đám mây cho những người nghiên cứu cùng sử dụng. Lúc đó, nó là một hệ thống máy tính tiên tiến nhưng cũng mới chỉ đạt mức 5 qubit. Nhưng vừa mới đây thôi, IBM công bố rằng họ sẽ mở thêm một hệ thống máy tính lượng tử mạnh hơn gấp 4 lần trước đây – 20 qubit. Một bước tiến cực lớn chỉ trong vòng có 18 tháng.

Họ cũng công bố thêm rằng mình đang nắm trong tanh một mẫu máy tính lượng tử 50 qubit nữa, một mốc đánh dấu quan trọng nữa trong cuộc đua lượng tử. Nhưng chưa rõ là IBM sẽ cho chúng ta tận mắt chứng kiến cỗ máy tính mạnh mẽ này vào lúc nào.

Những mẫu máy tính trước đây của IBM đều là miễn phí, cho phép cộng đồng nghiên cứu hay những người quan tâm có thể hợp lại với nhau, giúp đỡ nhau về lập trình hay cách sử dụng những cỗ máy tính lượng tử. Thông báo ngày hôm nay là lần đầu tiên IBM đưa máy ra công chúng với mục đích thương mại. Dự kiến, dự án này sẽ được thực hiện cuối năm nay.

Nếu bạn chưa biết, thì máy tính lượng tử là cấp độ tiếp theo của một hệ thống máy tính mạnh mẽ. Trong máy tính thông thường, dữ liệu chỉ được lưu dưới dạng 0 và 1, còn máy tính lượng tử sử dụng qubit – quantum bit, bit lượng tử, cho phép máy tính ghi dữ liệu ở nhiều trạng thái cùng lúc (ví dụ có thể là 0, có thể là 1 hoặc có thể cùng lúc là 0 và 1), cho phép nó xử lý được những phép tính phức tạp hơn.

Điều đó cho phép nó có thể thực hiện được những phép tính phức tạp.

Dario Gil, nhà nghiên cứu trí tuệ nhân tạo và máy tính lượng tử tại IBM nói rằng việc tăng qubit chỉ là một phần việc mà họ đã làm được. Qubit càng nhiều, thì những tương tác giữa các qubit lại càng phức tạp, bởi chúng không tương tác với nhau theo cách thông thường, mà liên kết với nhau bởi một trạng thái có tên rối lượng tử - 2 hạt có thể hoạt động y như nhau dù ở khoảng cách xa bao nhiêu.

Dario Gil.

Càng nhiều qubit thì càng dễ xảy ra sai sót, có thể chúng sẽ còn chẳng mạnh bằng cỗ máy tính lượng tử 5 qubit. Ông Gil nói rằng họ đã có thể giữ cho máy chạy ổn định, giữ cho lỗi xảy ra ở mức tối thiểu và nhờ đó, họ đã có một hệ thống máy tính lượng tử mạnh mẽ, hữu ích.

Một vấn đề khác trong việc xử lý trạng thái lượng tử (trạng thái dữ liệu), là chúng thường tồn tại trong khoảng thời gian ngắn, gọi là gắn kết lượng tử - quantum coherence. Điều đó có nghĩa là ta chỉ có một khoảng thời gian ngắn để sử dụng trạng thái lượng tử của qubit, trước khi nó quay trở lại trạng thái cơ bản là 0 và 1.

Hồi những năm 90, khi bắt đầu khám phá máy tính lượng tử, ta chỉ có vài nano-giây để nghiên cứu. Năm ngoái, hệ thống 5 qubit đã có khoảng thời gian 47 và 50 micro giây. Cỗ máy 20 qubit này đã có được 90 micro giây, tách biệt giữa hai trạng thái.

Vẫn quá ngắn để chúng ta có thể dựng nên được một thuật toán lượng tử để đưa vào máy. Tuy vậy, đó đã là bước tiến đáng kể chỉ trong có hơn 20 năm.

Khi IBM đưa hệ thống này ra với công chúng, họ mong muốn rằng những nhà nghiên cứu, những công ty mong muốn sử dụng máy tính lượng tử sẽ tìm ra được những giải pháp, đặt ra những thử nghiệm hữu hiệu hơn, nhằm hướng tới một tương lai lượng tử.

Hiện tại, IBM mong muốn áp dụng máy tính lượng tử vào việc nghiên cứu thuốc, khoa học vật chất bởi trong những ngành này, cách thức kết hợp của các chất với nhau cực kì nhiều, ta cần một hệ thống máy tính mạnh mẽ để thử nghiệm, nghiên cứu được hết.

Máy tính lượng tử sẽ là chùm chìa khóa để ta mở cánh cửa đi tới tương lai, một miền đất được nhân loại khai phá và tìm hiểu hết.