Máy tính lượng tử: Tiến bộ nhanh hơn dự đoán của các nhà khoa học

Máy tính lượng tử là một trong những công nghệ “sắp ra mắt” khiến cộng đồng khoa học chia rẽ. Các công ty công nghệ như Google và IBM đã đầu tư mạnh vào cả R&D và marketing như thể chúng đã sẵn sàng, trong khi nhiều nhà nghiên cứu độc lập cho rằng máy tính lượng tử sẽ không bao giờ hoạt động.

Tuy nhiên, hầu hết những người làm việc trong lĩnh vực này tin rằng máy tính lượng tử sẽ có thể giải quyết các vấn đề mà máy tính cổ điển không thể trong vòng 10 năm tới.

Đây là kết quả của một cuộc khảo sát gần đây với 927 người có liên quan đến lĩnh vực máy tính lượng tử (nhà nghiên cứu, giám đốc điều hành, báo chí, người đam mê, v.v.) do QuEra thực hiện. Trong số những người được khảo sát, 74,9% “mong đợi lượng tử sẽ là một lựa chọn vượt trội so với máy tính cổ điển cho một số khối lượng công việc nhất định” trong vòng 10 năm tới.

Khi được hỏi về tốc độ phát triển của lĩnh vực máy tính lượng tử, hơn một nửa cho biết “nhanh hơn tôi mong đợi” hoặc “nhanh hơn nhiều so với tôi mong đợi.” Trong số các học giả, con số này tăng lên 55%.

Nhưng liệu lĩnh vực này có tiến triển đủ nhanh không? Câu hỏi quan trọng được cả những người đam mê và những người hoài nghi đặt ra là “khi nào máy tính lượng tử sẽ hữu ích?” Thật không may, câu trả lời phức tạp hơn bạn nghĩ.

Kỳ vọng về lượng tử

Máy tính lượng tử tồn tại. Danh sách các phòng thí nghiệm có hệ thống lượng tử hoạt động bao gồm IBM, Google, Microsoft, D-Wave, QuEra và nhiều hơn nữa. Có một số máy tính lượng tử hoạt động ở cả châu Âu và Trung Quốc.

Vấn đề không phải là chúng có tồn tại hay không, mà là chúng có hữu ích và có thể mở rộng hay không. Nói cách khác: không ai quan tâm đến máy tính lượng tử cho đến khi chúng có lợi nhuận, và chúng sẽ không có lợi nhuận cho đến khi chúng có thể làm những việc quan trọng mà máy tính thông thường không thể.

Quay lại năm 2019, nhà vật lý lý thuyết Mikhail Dyakonov đã viết một bài báo tuyên bố tương lai của máy tính lượng tử là ngõ cụt. Bài báo có tựa đề “The Case Against Quantum Computing” của Dyakonov lập luận rằng các nhà khoa học sẽ không bao giờ vượt qua được các vấn đề về nhiễu, khả năng mở rộng và hiệu quả cần thiết để mang lại lợi thế hữu ích cho máy tính lượng tử so với máy tính cổ điển.

Tuy nhiên, quan điểm này không nhất thiết phản ánh thực tế của nghiên cứu máy tính lượng tử tiên tiến. Vào năm 2024, có rất nhiều nhóm trên khắp thế giới đang làm việc trên nhiều thách thức cá nhân liên quan đến việc phát triển máy tính lượng tử hữu ích.

Giống như việc không thể chơi Grand Theft Auto V trên một máy tính cổ điển được xây dựng vào những năm 1950, ý tưởng giải quyết các vấn đề tính toán hiện tại bằng một máy tính lượng tử được xây dựng vào năm 2019 cũng không có giá trị.

Vấn đề của lượng tử

Lĩnh vực máy tính lượng tử đã thay đổi đáng kể kể từ khi Dyakonov xuất bản bài báo nói trên. Vào năm 2019, ví dụ, một trong những thách thức lớn nhất đối với các nhà phát triển lượng tử là cơ sở hạ tầng.

Một trong những nỗ lực đầu tiên của IBM trong việc xây dựng một máy tính lượng tử dựa trên cổng, ví dụ, đã dẫn đến một tổ hợp ống và chip khổng lồ, trông giống như một chiếc đèn chùm kỳ lạ làm bằng đồng thau và có lẽ là hình ảnh phổ biến nhất liên quan đến các bài báo về máy tính lượng tử.

Nó cũng tốn hàng triệu đô la để xây dựng, chỉ vừa đủ đạt tiêu chuẩn cho máy tính lượng tử, và cần một đội ngũ nhà vật lý và một phòng thí nghiệm khổng lồ chỉ để vận hành nó.

Ngày nay, vào giữa năm 2024, nhiều nhà khoa học, phòng thí nghiệm, doanh nghiệp và chính phủ hơn bao giờ hết đang tham gia vào máy tính lượng tử. Những tiến bộ trong việc sửa lỗi, chịu lỗi và cơ sở hạ tầng đã dẫn đến chức năng lượng tử ở nhiệt độ phòng và nhiều ví dụ về lợi thế lượng tử.

Triển vọng của lượng tử

Thật không khả thi để so sánh một máy tính lượng tử với một máy tính cổ điển. Chúng ta có lẽ sẽ không có máy tính lượng tử cá nhân hay laptop lượng tử trong tương lai gần vì cùng lý do chúng ta không sử dụng động cơ tuabin khí để cung cấp năng lượng cho TV của mình.

Máy tính lượng tử không được phát triển để giải quyết các thách thức đơn giản. Chúng được thiết kế để giải quyết các vấn đề tính toán phức tạp sẽ vẫn tồn tại khi chúng ta đã đẩy máy tính cổ điển đến giới hạn toán học tuyệt đối của nó.

Chúng không được thiết kế để thay thế iPhone của bạn, ví dụ, nhưng một ngày nào đó, các dự báo thời tiết, giao thông và tài chính mà bạn xem trên màn hình của nó có thể trở nên cực kỳ chính xác nhờ vào máy tính lượng tử.

Chain Việt Nam