'Siêu bom tấn': Máy tính cổ điển mất hàng nghìn năm để giải những phép tính phức tạp, chip lượng tử mới của Google chỉ mất vài giây

Google vừa tạo ra một bước đột phá trong công nghệ lượng tử, khi nhóm nghiên cứu Google Quantum AI tuyên bố rằng máy tính lượng tử của họ có thể vượt qua cả những máy tính nhanh nhất hiện nay trong lĩnh vực chuyên môn.

Theo kết quả thí nghiệm, nhóm nghiên cứu phát hiện họ có thể đạt được một "pha phức tạp và ổn định" với bộ xử lý lượng tử (QPU) có sẵn, mở ra khả năng tính toán với tốc độ vượt trội.

Họ giải thích, khi máy tính lượng tử bước vào trạng thái "pha nhiễu yếu", chúng có thể thực hiện những tính toán cực kỳ phức tạp với tốc độ nhanh hơn đáng kể so với bất kỳ siêu máy tính nào.

Alexis Morvan, nhà nghiên cứu tại Google, và các cộng sự đã công bố phát hiện này vào ngày 9/10 trên tạp chí Nature, đánh dấu một bước ngoặt trong cuộc đua phát triển máy tính lượng tử.

Đại diện của Google Quantum AI cho hay: "Chúng tôi tập trung vào việc phát triển ứng dụng thực tiễn cho máy tính lượng tử mà các máy tính cổ điển không thể giải quyết. Nghiên cứu này là tiền đề cho những bước tiến tiếp theo, đặc biệt là việc chứng minh tác động thực tế của máy tính lượng tử trong đời sống”.

Bí quyết nằm ở qubit – đơn vị cơ bản trong máy tính lượng tử. Khác với bit truyền thống, qubit có thể chạy nhiều phép tính song song nhờ nguyên lý cơ học lượng tử. Điều này giúp QPU thực hiện những phép tính phức tạp chỉ trong vài giây, trong khi mà máy tính cổ điển phải mất hàng nghìn năm để hoàn thành.

Tuy nhiên, qubit cũng rất "nhạy cảm" và dễ bị nhiễu bởi các tác động từ môi trường như thay đổi nhiệt độ, từ trường hay bức xạ không gian. Tỷ lệ lỗi của qubit cao hơn rất nhiều so với bit thông thường, gây ra nhiều thách thức cho việc duy trì tính ổn định của máy tính lượng tử.

Để khắc phục, các nhà khoa học phải đối mặt với bài toán sửa lỗi hoặc phát triển các cỗ máy có hàng triệu qubit – điều này không hề dễ dàng khi số qubit lớn nhất trong một cỗ máy hiện nay chỉ khoảng 1.000.

Trong thí nghiệm mới nhất, các nhà khoa học của Google đã sử dụng chip Sycamore 67 qubit để thử nghiệm phương pháp “random circuit sampling” (RCS), kiểm tra độ tin cậy của mạng qubit siêu dẫn 2D – loại qubit phổ biến nhất được cấu tạo từ kim loại siêu dẫn hoạt động ở nhiệt độ gần với độ 0 tuyệt đối.

Kết quả cho thấy qubit có thể chuyển đổi giữa hai pha, trong đó pha thứ 2 – "pha nhiễu yếu" – là chìa khóa giúp máy tính lượng tử hoạt động vượt trội hơn so với máy tính cổ điển trong những tính toán phức tạp.

Dù vậy, nhóm nghiên cứu thừa nhận rằng việc sửa lỗi vẫn là một thách thức lớn khi họ muốn mở rộng quy mô của các cỗ máy lượng tử.

Thí nghiệm của Google đã mở ra một hướng đi mới cho sự phát triển của máy tính lượng tử, giúp giải quyết những vấn đề tính toán vượt khả năng của máy tính cổ điển.

Dù còn nhiều thách thức trước mắt, thành tựu này đánh dấu một bước tiến quan trọng, hứa hẹn sẽ mang đến những ứng dụng mang tính đột phá trong tương lai gần.

Theo Live Science

>> Google chi 1 tỷ USD xây trung tâm dữ liệu tại nước láng giềng Việt Nam