Máy tính lượng tử đầu tiên bay vào vũ trụ, bước ngoặt mới cho nhân loại

Ngày 23/6 vừa qua, một máy tính lượng tử lần đầu tiên được phóng vào không gian, mở ra tiềm năng mới cho các ứng dụng trong quan sát Trái Đất và khí hậu. Hệ thống này được phát triển bởi nhóm nghiên cứu quốc tế do giáo sư Philip Walther thuộc Đại học Vienna (Áo) dẫn đầu, và được đưa lên quỹ đạo bằng tên lửa Falcon 9 của SpaceX, xuất phát từ California.

Việc triển khai máy tính lượng tử trong không gian mang lại lợi ích rõ rệt ở khả năng xử lý dữ liệu ngay trên vệ tinh

Bộ xử lý lượng tử với thiết kế nhỏ gọn dự kiến sẽ hoạt động ở độ cao khoảng 550 km so với bề mặt Trái Đất. Để vận hành trong điều kiện khắc nghiệt của không gian, nơi có sự dao động nhiệt độ cực đoan, bức xạ mạnh và rung động khi phóng tên lửa, các kỹ sư đã phải vượt qua nhiều thách thức kỹ thuật phức tạp. Thiết bị được lắp ráp trong phòng vô trùng tại Trung tâm hàng không vũ trụ Đức ở Trauen. Trong vòng 4 tuần làm việc, 12 thành viên nhóm nghiên cứu đã hoàn thiện mẫu vệ tinh bay chỉ sau 11 ngày lắp ráp. Dự kiến vệ tinh sẽ bắt đầu truyền dữ liệu về Trái Đất khoảng một tuần sau khi ổn định quỹ đạo.

Việc triển khai máy tính lượng tử trong không gian mang lại lợi ích rõ rệt ở khả năng xử lý dữ liệu ngay trên vệ tinh, còn gọi là điện toán biên. Thay vì gửi toàn bộ dữ liệu thô về mặt đất, những thông tin quan trọng như phát hiện cháy rừng có thể được xử lý tức thời tại chỗ, giúp tiết kiệm năng lượng và rút ngắn thời gian phản hồi.

So với các máy tính cổ điển, máy tính lượng tử có ưu thế vượt trội trong các phép tính phức tạp. Bộ xử lý hoạt động dựa trên hệ thống quang học, tận dụng nguyên lý giao thoa và nhiễu xạ của ánh sáng, rất phù hợp cho các phép biến đổi Fourier hoặc tích chập. Đặc biệt, kiến trúc của hệ thống này dễ dàng điều chỉnh, có thể cấu hình cho nhiều nhiệm vụ khác nhau trong không gian ở hiện tại và tương lai.

Nhóm nghiên cứu tin rằng máy tính lượng tử trên quỹ đạo sẽ mở rộng ứng dụng cho các lĩnh vực như theo dõi khí hậu, truyền thông vệ tinh và nghiên cứu vật lý lượng tử cơ bản. Giáo sư Walther nhận định: "Những phát hiện lần này có thể góp phần quan trọng vào sự phát triển của phần cứng lượng tử trong các ứng dụng thương mại và khoa học, từ quan sát Trái Đất đến nghiên cứu khí hậu và viễn thông".

>> Các nhà khoa học Mỹ phát hiện não người có thể xử lý như máy tính lượng tử