Microsoft gây sốc: Ra mắt chip điện toán lượng tử đầu tiên với trạng thái vật chất hoàn toàn mới

Microsoft đã có một bước nhảy vọt đáng kể trong lĩnh vực điện toán lượng tử bằng cách triển khai trạng thái vật chất mới trong chip điện toán lượng tử đầu tiên của mình. Bước đột phá này giúp gã khổng lồ công nghệ đi đầu trong nghiên cứu lượng tử, mở đường cho các bộ xử lý lượng tử ổn định hơn và có khả năng mở rộng hơn.

Thành tựu này có được sau khi công ty dành gần hai thập kỷ nghiên cứu trong lĩnh vực này, nhưng Microsoft tuyên bố rằng việc xây dựng Majorana 1 yêu cầu công ty phải tạo ra một trạng thái vật chất hoàn toàn mới mà hãng gọi là trạng thái tôpô.

Chip lượng tử của Microsoft dùng tám qubit tôpô sử dụng indium arsenide, một chất bán dẫn và nhôm, một chất siêu dẫn.

Công ty cho biết trong một blog: “Khó khăn trong việc phát triển các vật liệu phù hợp để tạo ra các hạt kỳ lạ và trạng thái tôpô liên quan của chúng là lý do tại sao hầu hết các nỗ lực lượng tử đều tập trung vào các loại qubit khác”.

Chip lượng tử của Microsoft sử dụng tám qubit tôpô. Ảnh minh hoạ

>> xAI của Elon Musk tiết lộ Grok-3: 'Kẻ thách thức' mới đối với OpenAI và DeepSeek

Con chip mới, được phát triển như một phần của chương trình điện toán lượng tử đầy tham vọng của Microsoft, khai thác các qubit tôpô, một cách tiếp cận hoàn toàn khác so với các qubit siêu dẫn truyền thống được các công ty khác như Google và IBM sử dụng.

Các qubit tôpô này dựa trên chế độ 0 Majorana, một trạng thái vật chất mới mang lại khả năng chống lỗi cố hữu—một thách thức quan trọng trong điện toán lượng tử. Không giống như các qubit thông thường vốn rất dễ bị nhiễu và mất kết hợp, các qubit tôpô mang lại độ ổn định vượt trội, có khả năng cho phép tính toán lượng tử có khả năng chịu lỗi ở quy mô lớn hơn nhiều.

Sự phát triển của chip lượng tử mới này đánh dấu một sự thay đổi cơ bản trong ngành vì một số lý do:

Tăng tính ổn định – Qubit truyền thống yêu cầu các cơ chế sửa lỗi phức tạp do tính dễ vỡ của chúng. Bằng cách tận dụng các hạt Majorana, phương pháp tiếp cận của Microsoft giảm thiểu lỗi lượng tử một cách tự nhiên, giúp cho việc tính toán lượng tử trở nên đáng tin cậy hơn.

Khả năng mở rộng – Chip lượng tử mới được thiết kế để hỗ trợ các bộ xử lý lượng tử có thể mở rộng, giải quyết một trong những rào cản lớn nhất trong việc đạt được tính toán lượng tử thực tế.

Sức mạnh tính toán – Với độ ổn định được nâng cao, các qubit này có thể tăng tốc những đột phá lượng tử trong mật mã, khoa học vật liệu, khám phá ma túy và trí tuệ nhân tạo.

Microsoft từ lâu đã là người tiên phong trong cuộc đua xây dựng máy tính lượng tử thực tế, tập trung vào mô hình điện toán lượng tử tôpô. Việc phát hành chip điện toán lượng tử đầu tiên đánh dấu một cột mốc quan trọng trong chương trình Azure Quantum, nơi công ty đặt mục tiêu tích hợp các giải pháp lượng tử với điện toán đám mây.

Chip lượng tử mới dự kiến sẽ trải qua quá trình thử nghiệm rộng rãi trước khi được cung cấp cho các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp. Nếu thành công, sự đổi mới này có thể định hình lại toàn bộ ngành công nghiệp điện toán lượng tử, mở ra con đường mới hướng tới việc xây dựng bộ xử lý lượng tử có khả năng vượt qua các siêu máy tính cổ điển trong các ứng dụng trong thế giới thực.

Mặc dù điện toán lượng tử vẫn đang ở giai đoạn đầu nhưng sự tiến bộ của Microsoft báo hiệu một sự thay đổi mô hình trong cách xây dựng hệ thống lượng tử. Việc sử dụng trạng thái vật chất mới trong các chip lượng tử thực tế gợi ý một tương lai nơi máy tính lượng tử trở nên mạnh hơn, đáng tin cậy hơn và khả thi về mặt thương mại hơn theo cấp số nhân.

Khi Microsoft tiếp tục cải tiến công nghệ lượng tử của mình, ngành công nghiệp đang háo hức theo dõi xem liệu cách tiếp cận táo bạo này cuối cùng có khai thác được toàn bộ tiềm năng của điện toán lượng tử hay không.

>> Apple và SpaceX 'âm thầm' bắt tay thử nghiệm kết nối Starlink trên iPhone: Cuộc cách mạng viễn thông sắp đến?