Máy tính lượng tử đạt độ chính xác tới 99,9995%, bỏ xa kết quả của Google 100 lần

Máy tính lượng tử Helios của Quantinuum đã đạt độ chính xác logic 99,9995% - chỉ mắc 5 lỗi trên mỗi triệu phép toán logic trong các thử nghiệm mới nhất.

Thành tựu này đưa công ty tiến gần hơn đến mục tiêu phát triển máy tính lượng tử có khả năng chịu lỗi, dự kiến ra mắt vào năm 2029.

Helios là máy tính lượng tử thương mại sử dụng công nghệ bẫy ion, có 98 qubit, do Quantinuum phát triển.

Theo công ty, tỷ lệ lỗi của hệ thống thấp hơn 10 lần so với kỷ lục được thiết lập hồi tháng 9/2026 và thấp hơn 100 lần so với kết quả tốt nhất được Google Quantum AI công bố đối với các công nghệ phần cứng cạnh tranh.

Quantinuum cho biết kết quả này là bước tiến quan trọng trong quá trình phát triển Apollo, hệ thống máy tính lượng tử phổ dụng có khả năng vận hành tin cậy nhờ cơ chế sửa lỗi, dự kiến ra mắt vào năm 2029.

Công nghệ mới giúp giảm mạnh lỗi lượng tử

Máy tính lượng tử sử dụng qubit để xử lý dữ liệu, nhưng các đơn vị thông tin này rất nhạy cảm với tác động từ môi trường bên ngoài. Nhiệt độ, tín hiệu điện từ, rung động và tia vũ trụ đều có thể làm gián đoạn trạng thái lượng tử, gây sai sót trong quá trình tính toán.

Để khắc phục vấn đề, các nhà khoa học sử dụng kỹ thuật sửa lỗi lượng tử, kết hợp nhiều qubit vật lý thành qubit logic có độ tin cậy cao hơn.

Trong thử nghiệm mới nhất, Quantinuum áp dụng phương pháp mã màu (color code) trên hệ thống Helios, đạt độ chính xác logic 99,9995%.

Nhóm nghiên cứu cũng tăng khoảng cách mã, thông số quyết định mức độ bảo vệ thông tin lượng tử trước lỗi. Mỗi lần tăng thông số này giúp giảm số lỗi logic còn lại xuống 12 lần.

Theo nhóm nghiên cứu, tăng cường sửa lỗi có thể cải thiện đáng kể độ tin cậy khi máy tính lượng tử mở rộng quy mô. Các thử nghiệm cũng cho thấy hệ thống có khả năng chịu lỗi và ứng dụng thực tế có thể cần ít qubit vật lý hơn dự kiến.

Robin Blume-Kohout, đồng Giám đốc Phòng thí nghiệm Hiệu suất Lượng tử thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia, đánh giá đây là cột mốc quan trọng.

Ông cho biết một qubit logic trong nghiên cứu có độ tin cậy cao hơn gần 100 lần so với các qubit vật lý cấu thành nó.

Tham vọng thương mại hóa vào năm 2029

Thành tựu mới được công bố chỉ một tháng sau khi Quantinuum thông báo đột phá lớn đầu tiên. Trong thử nghiệm trước đó, nhóm nghiên cứu sử dụng một phương pháp sửa lỗi khác có tên Helix để lập kỷ lục về khả năng lưu trữ thông tin lượng tử và tính toán..

Cả hai thử nghiệm đều được thực hiện trên cùng hệ thống Helios, cho thấy hiệu suất có thể được cải thiện bằng cách thay đổi phương pháp sửa lỗi mà không cần thay thế phần cứng.

Phương pháp Helix cần 10 qubit vật lý cho mỗi qubit logic, trong khi phương pháp mã màu mới sử dụng tới 37 qubit. Dù cần nhiều qubit hơn, mã màu giúp giảm tỷ lệ lỗi đáng kể.

Để phát hiện và khắc phục sai sót trong quá trình tính toán lượng tử, Quantinuum kết hợp giải mã bằng AI với cơ chế sửa lỗi theo thời gian thực.

Blume-Kohout nhận định phiên bản mở rộng của hệ thống có thể đạt độ tin cậy cần thiết cho các phép tính chịu lỗi hữu ích với quy mô dưới một triệu qubit vật lý.

Điều này cải thiện triển vọng ứng dụng máy tính lượng tử trong thực tế và giúp giải quyết một trong những thách thức kỹ thuật lớn nhất của lĩnh vực.