Dự án nghiên cứu máy tính lượng tử Azure Quantum của Microsoft vừa chế tạo thành công một thiết bị đặc biệt, có khả năng sản sinh đặc tính lượng tử vốn đã được khoa học đề cập tới từ lâu nhưng chưa một lần được thực hiện thành công trong thế giới thực.
Đây là đột phá mấu chốt để sản sinh thành công bit lượng tử (qubit) mới, có tính ổn định cao, và làm tiền đề phát triển một cỗ máy tính lượng tử với quy mô lớn.
Được xây dựng dựa trên nhiều công trình nghiên cứu trải dọc hai thập kỷ và những nỗ lực chế tạo các chương trình giả lập tiên tiến, nhóm Azure Quantum chế tạo được thiết bị sản sinh ra trạng thái tô pô của vật chất đang bị kẹo trong một cặp phương thức Majorana số không.
Theo như những gì ta đang biết, trạng thái lượng tử đặc biệt MZM không tồn tại trong tự nhiên, chỉ có thể xuất hiện trong những điều kiện vô cùng chính xác. Đã từ lâu, khoa học tìm cách kiến tạo chúng trong phòng thí nghiệm.
Ở thời điểm này, nhóm nghiên cứu Azure Quantum đã có thể tạo ra thứ gọi là trạng thái tô pô, đồng thời đo đạc được khoảng cách tô pô và đánh giá được tính ổn định của trạng thái.
Từ đây, Microsoft có thể tạo ra một qubit đặc biệt, được gọi là qubit tô pô. Theo Microsoft, cỗ máy lượng tử tương lai của họ sẽ có tính ổn định cao hơn so với những loại qubit khác, từ đó quy mô của nó có thể chạm tới đỉnh cao chưa ai ngờ. Máy tính lượng tử, vốn được coi là bước tiến hóa tiếp theo của máy tính và siêu máy tính, sẽ tận dụng cơ học lượng tử (trường phái khoa học mô tả hoạt động của hạt hạ nguyên tử) để xử lý thông tin theo những cách thức, quy mô con người chưa mường tượng tới.
Tuy nhiên, trước khi những kế hoạch đầy tham vọng trở thành sự thực, Azure Quantum ước tính máy tính lượng tử phải mạnh ít nhất 1 triệu qubit. Hiện tại, các hệ thống máy tính lượng tử không áp dụng kỹ thuật của Microsoft mới chỉ mạnh hơn 100 qubit, chưa kể việc tăng quy mô những cỗ máy tính vẫn còn là bài toán khó giải.
Đó là lý do Azure Quantum tập trung nghiên cứu qubit tô pô, được cho là nhanh hơn, kích cỡ nhỏ hơn, và ít mất mát dữ liệu hơn những qubit thông thường. Suốt năm qua, đội nghiên cứu phần cứng của Azure Quantum đã làm việc không ngừng nghỉ để thử nghiệm, chứng minh trạng thái lượng tử mới là ổn định.
Các chuyên gia tại Phòng thí nghiệm Vật liệu Lượng tử Copenhagen của Microsoft cũng bỏ ra nhiều năm nghiên cứu, hoàn thiện kỹ thuật cho phép kỹ sư tạo ra những cỗ máy chính xác ở mức nguyên tử. Nhờ những nỗ lực không biết mệt mỏi, Microsoft đã có được đột phá mới.
Tuy nhiên, các lãnh đạo mảng lượng tử của Microsoft chưa dám lạc quan, khi khối lượng công việc trước mắt vẫn còn nhiều vô kể. Một cỗ máy tính lượng tử có thể tăng quy mô theo ý muốn vẫn còn là ước mơ ở thời điểm hiện tại.
