Intel đã bắt đầu sản xuất chip lượng tử 17 qubit, chính thức bước vào cuộc đua lượng tử

Intel đã bắt đầu sản xuất chip cho máy tính lượng tử, và đây quả thực là tin vui.

Thứ phần cứng này vẫn còn quá mới để có thể thực sự có ích trên thực tế, nhưng đây là một dấu hiệu khả quan cho thấy nó sắp bước vào cuộc sống thường ngày của ta rồi. "Chúng tôi đang đưa máy tính lượng tử từ lý thuyết suông vào thực tế", Jim Clark, giám đốc mảng phần cứng lượng tử tại Intel cho hay.

Đây là lý do tại sao máy tính lượng tử lại "xịn" hơn máy tính thường: dữ liệu của máy thường sẽ được lưu trữ dưới dạng nhị phân - 0 và 1, máy tính lượng tử sẽ lưu dữ liệu dưới dạng qubit – lợi dụng trạng thái lượng tử để lưu thông tin dưới nhiều trạng thái một lúc, không chỉ là 0 và 1. Đó là lý do tại sao máy tính lượng tử lại có thể tính nhanh, tính nhiều hơn máy tính thường.

Chip lượng tử của Intel sử dụng qubit siêu dẫn, được xây dựng dựa trên những thiết kế mạch điện đã có sẵn và chỉ hoạt động được ở nhiệt độ rất thấp. Con chip này có thể chạy được 17 qubit, được phát triển trong vòng 18 tháng bởi các nhà nghiên cứu tại Oregon, và hiện đang được sản xuất tại một nhà máy của Intel đặt tại Arizona.

Họ không chỉ có một mình. Intel đã bắt tay với QuTech, một công ty sinh ra từ Đại học Delft của Hà Lan chuyên nghiên cứu về xử lý lượng tử. Những năm gần đây, QuTech đã rất thành công trong việc phát triển nên những qubit ổn định. Năm 2015, Intel đầu tư 50 triệu USD vào QuTech.

Gã khổng lồ Intel tập trung vào bản thiết kế cho bộ xử lý "flip chip" dày 300 nano mét, nhằm tìm ra hướng giải quyết hiệu quả cho việc xử lý lượng tử. Bộ xử lý này phải được đặt trong điều kiện cực lạnh thì mới có thể hoạt động được, và phải không bị sóng vô tuyến ảnh hưởng. Các qubit chỉ ổn định trong môi trường lạnh, và các nhà nghiên cứu vẫn đang tìm cách sử dụng những vật chất khác, những thiết kế mạch điện khác, và những cách kết nối các thành phần chip khác nhau để tạo ra một hệ thống hiệu quả.

Intel không đơn độc trên cuộc đua này, nhiều công ty khác nhận ra tầm quan trọng của máy tính lượng tử. Trong số đó, đáng nói nhất có lẽ là Google, IBM và Microsoft – họ đều đang cố gắng xây dựng được một chiếc máy tính lượng tử có thể thực sự có ích cho xã hội.

Nói thẳng ra thì Intel, bản thân là một công ty nổi tiếng với chip điện tử, đặt chân vào ngành này hơi muộn. Nhưng vì bản thân là một công ty nổi tiếng với chip điện tử, họ lại có thể đuổi kịp những kẻ đi trước kia bằng những kinh nghiệm đã có. Ông Clark nói rằng công ty bắt đầu tập trung vào máy tính lượng tử hồi năm 2014, nhận ra rằng họ có thể tăng tiến trình nghiên cứu bằng cách áp dụng những phương pháp sản xuất chip sẵn có. "Intel là kẻ duy nhất có những công nghệ sản xuất và đóng gói tiên tiến", ông tự tin nói.

Khi mà khả năng của những con chip lượng tử này đi lên theo khả năng của công nghệ, những thiết bị tương lai sẽ có sức mạnh tính toán vượt trội. Điều này sẽ ảnh hưởng trực tiếp và ngay lập tức tới những lĩnh vực như hóa học và khoa học vật chất – ta sẽ có khả năng tạo ra những chất phức tạp hơn, những mô hình hóa học chi tiết hơn để mà nghiên cứu. Những ý tưởng mới cũng sẽ từ đây mà ra.

Gần đây, người ta còn mong rằng máy tính lượng tử có thể được sử dụng để gia cố thêm sức mạnh của machine learning. Nhiều thuật toán mới đã được phát triển cho "machine learning lượng tử", nhưng mọi thứ vẫn còn khá mơ hồ và khó thực hiện.

Jim Held, giám đốc mảng công nghệ mới tại Intel Labs, nói rằng công ty cũng đang nghiên cứu thuật toán song song với việc phát triển phần cứng. Hartmut Neven, người dẫn đầu dự án phát triển máy tính lượng tử của Google nói rằng họ sẽ hoàn hiện một hệ thống mạnh 49 qubit vào năm sau. Đó sẽ chính là điểm mà máy tính lượng tử giải được những phép tính mà siêu máy tính không thực hiện được.

Đó chính là điểm mốc mang tên "uy thế lượng tử tối cao – quantum supremacy" mà bất kì công ty công nghệ nào theo đuổi máy tính lượng tử đều hướng tới. Ngôi vương chỉ có một, nó sẽ thuộc về ai?