Cuộc đua tính toán lượng tử: Những cái tên đằng sau các con chip lượng tử đột phá

Tính toán lượng tử từ lâu đã được xem là công nghệ “sắp bùng nổ”, hứa hẹn giải quyết những bài toán phức tạp vượt xa khả năng của máy tính cổ điển. Các ứng dụng tiềm năng của công nghệ lượng tử trải rộng từ y học, an ninh mạng đến khoa học vật liệu và hóa học. Tuy nhiên, để biến lời hứa này thành hiện thực, các nhà phát triển phải vượt qua những thách thức kỹ thuật lớn, đặc biệt là tạo ra các con chip lượng tử có khả năng chứa số lượng lớn qubit (bit lượng tử) – đơn vị thông tin cơ bản của tính toán lượng tử – một cách ổn định và đáng tin cậy.

Cuộc đua công nghệ này đang thu hút sự tham gia của các gã khổng lồ như Google, Microsoft, IBM và Amazon, cùng với hàng loạt công ty khởi nghiệp đầy tham vọng. Trong khi các tập đoàn lớn thường dẫn đầu về số lượng qubit, các công ty nhỏ hơn lại đóng vai trò quan trọng khi tập trung vào giải quyết các vấn đề cụ thể như kết nối, giảm lỗi, và mở rộng quy mô hệ thống lượng tử. Đặc biệt, một số công ty khởi nghiệp đã chọn cách tiếp cận từ những nguyên lý cơ bản, mang lại những hướng đi mới mẻ và đầy triển vọng.

Dưới đây là danh sách các công ty nổi bật đang dẫn đầu trong việc phát triển chip lượng tử, từ những gã khổng lồ công nghệ đến các công ty khởi nghiệp đáng chú ý, cùng với những dự án tiên phong của họ.

AKHETONICS: CON CHIP QUANG HỌC TOÀN DIỆN

Akhetonics, một công ty khởi nghiệp photonics đến từ Đức, đang đặt cược vào một con chip lượng tử quang học toàn diện (all-optical, general-purpose), đi ngược lại xu hướng tập trung vào các ứng dụng cụ thể của nhiều đối thủ.

Cách tiếp cận táo bạo này đã giúp Akhetonics huy động được 6 triệu euro trong vòng gọi vốn hạt giống do Matterwave Ventures dẫn đầu vào tháng 11/2024. Với thiết kế dựa trên nguyên lý cơ bản, Akhetonics hướng tới việc tạo ra các chip lượng tử linh hoạt, có khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ nghiên cứu khoa học đến giải pháp thương mại.

ALICE & BOB: HỆ THỐNG LƯỢNG TỬ CHỐNG LỖI

Alice & Bob, một công ty khởi nghiệp đến từ Pháp, đang phát triển một máy tính lượng tử chống lỗi (fault-tolerant) dựa trên cat qubit, một loại qubit siêu dẫn được thiết kế để giảm lỗi và đơn giản hóa việc sửa lỗi.

Không chỉ tập trung vào chip, Alice & Bob xây dựng cả một hệ thống lượng tử hoàn chỉnh. Tháng 1/2025, công ty đã huy động được 104 triệu USD trong vòng gọi vốn Series B, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong hành trình đưa công nghệ lượng tử ra thị trường.

AMAZON: THAM GIA CUỘC ĐUA VỚI OCELOT

Amazon chính thức bước vào cuộc đua chip lượng tử vào đầu năm 2025 thông qua AWS, với con chip Ocelot được phát triển cùng Viện Công nghệ California (Caltech).

Đây là con chip lượng tử đầu tiên của Amazon, nhưng trước đó, AWS đã ra mắt dịch vụ tính toán lượng tử Braket, hợp tác với các công ty như D-Wave, IonQ, và Rigetti. Ocelot thể hiện tham vọng của Amazon trong việc xây dựng hệ sinh thái lượng tử tích hợp, từ nghiên cứu đến ứng dụng thương mại.

ATOM COMPUTING: LƯỢNG TỬ DỰA TRÊN NGUYÊN TỬ LẠNH

Atom Computing, một công ty Mỹ, đang phát triển máy tính lượng tử sử dụng mảng nguyên tử trung tính được bẫy quang học (optically trapped neutral atoms).

Tại hội nghị Microsoft Ignite 2024, Microsoft và Atom Computing công bố kế hoạch ra mắt một máy tính lượng tử thương mại vào năm 2025. Sự hợp tác này cho thấy tiềm năng của công nghệ nguyên tử lạnh trong việc tạo ra các hệ thống lượng tử có khả năng mở rộng và ứng dụng thực tế.

D-WAVE: TỐI ƯU HÓA VỚI QUANTUM ANNEALING

D-Wave, một công ty Canada thành lập năm 1999, là một trong những cái tên tiên phong trong lĩnh vực lượng tử. Hệ thống mới nhất của họ, Advantage2, sử dụng kỹ thuật quantum annealing để tìm ra cấu hình năng lượng thấp nhất, giúp giải quyết các bài toán tối ưu hóa phức tạp.

Là công ty lượng tử niêm yết trên sàn NYSE, D-Wave đã khẳng định vị thế của mình trong việc đưa công nghệ lượng tử đến gần hơn với các ứng dụng thương mại.

EEROQ: LƯỢNG TỬ DỰA TRÊN HELIUM

EeroQ, một công ty khởi nghiệp tại Illinois, Mỹ, đang phát triển chip lượng tử sử dụng helium làm nền tảng. Sau khi huy động 7,25 triệu USD trong vòng gọi vốn hạt giống năm 2022 và nhận hỗ trợ từ chính quyền địa phương, EeroQ đã cam kết đầu tư 1,1 triệu USD vào tháng 9/2024 để mở rộng trụ sở tại khu Humboldt Park, Chicago.

Cách tiếp cận độc đáo của EeroQ hứa hẹn mang lại những giải pháp lượng tử sáng tạo trong tương lai.

FUJITSU VÀ RIKEN: CHIP LƯỢNG TỬ SIÊU DẪN

Tại Nhật Bản, Fujitsu và viện nghiên cứu RIKEN đã hợp tác phát triển một máy tính lượng tử siêu dẫn 256 qubit tại Trung tâm Hợp tác RQC-Fujitsu vào tháng 4/2025.

Đây là bước tiến từ phiên bản 64 qubit ra mắt năm 2023, cho thấy nỗ lực của Nhật Bản trong việc cạnh tranh với các cường quốc lượng tử như Mỹ và Trung Quốc.

GOOGLE: WILLOW – BƯỚC ĐỘT PHÁ TRONG SỬA LỖI

Tháng 12/2024, Google công bố Willow, con chip lượng tử mới nhất của mình, với những cải tiến vượt trội so với chip Sycamore trước đó. Không chỉ cải thiện hiệu suất, Willow còn được ca ngợi vì “bước đột phá trong sửa lỗi lượng tử”.

Người sáng lập Google Quantum AI, Hartmut Neven, đã gây chú ý khi tuyên bố hiệu suất của Willow “ủng hộ giả thuyết rằng tính toán lượng tử diễn ra trong nhiều vũ trụ song song”, mở ra những tranh luận khoa học sôi nổi.

IBM: CONDOR VÀ HERON ĐỊNH HÌNH TƯƠNG LAI

IBM tiếp tục dẫn đầu với hai con chip lượng tử nổi bật: Condor, một chip siêu dẫn với 1.121 qubit, tập trung vào mở rộng quy mô, và Heron, một bộ xử lý 156 qubit với hiệu suất cao và tỷ lệ lỗi thấp.

Các dự án này phản ánh chiến lược của IBM trong việc cân bằng giữa số lượng qubit và chất lượng tính toán, hướng tới các ứng dụng thực tiễn trong y học và tài chính.

INTEL: SILICON SPIN QUBITS

Intel đang phát triển máy tính lượng tử dựa trên qubit spin silicon. Vào tháng 6/2023, Intel ra mắt chip nghiên cứu Tunnel Falls với 12 qubit và dự kiến tung ra thế hệ tiếp theo vào năm 2024, nhưng kế hoạch này đã bị trì hoãn. Intel vẫn là một cái tên đáng chú ý nhờ chuyên môn về sản xuất chip truyền thống.

MICROSOFT: MAJORANA VÀ TẦM NHÌN SIÊU MÁY TÍNH

Tháng 2/2025, Microsoft ra mắt chip lượng tử Majorana, sử dụng kiến trúc lõi topological để cải thiện độ ổn định. Microsoft cũng tuyên bố mục tiêu xây dựng một siêu máy tính lượng tử trong vòng 10 năm, thể hiện tham vọng dẫn đầu lĩnh vực này.

QILIMANJARO: CHIP LƯỢNG TỬ TÍCH HỢP

Qilimanjaro, một công ty khởi nghiệp Tây Ban Nha tại Barcelona, tập trung vào các mạch tích hợp lượng tử analog (QASICs) với cách tiếp cận toàn diện từ phần cứng, phần mềm đến ứng dụng.

Công ty đã giành chiến thắng trong cuộc thi khởi nghiệp Four Years From Now tại Mobile World Congress 2024 và nhận được 1,5 triệu euro tài trợ từ Catalonia.

QUANTWARE: KIẾN TRÚC CHIP 3D

QuantWare, một công ty khởi nghiệp Hà Lan tách ra từ Đại học TU Delft và viện QuTech, đã phát triển kiến trúc chip 3D độc quyền VIO để giải quyết các nút thắt trong việc mở rộng bộ xử lý lượng tử (QPU).

Tháng 2/2025, công ty bắt đầu nhận đơn đặt hàng trước cho Contralto-A, QPU đầu tiên dành cho sửa lỗi lượng tử. QuantWare đã huy động 20 triệu euro trong vòng Series A vào tháng 3/2025, sau vòng hạt giống 6 triệu euro năm 2023.

RIGETTI COMPUTING: SIÊU DẪN TỪ MỸ

Rigetti Computing, thành lập năm 2013, là một công ty lượng tử Mỹ tập trung vào công nghệ siêu dẫn. Các sản phẩm nổi bật bao gồm Ankaa-3 và hệ thống Lyra 336 qubit sắp ra mắt.

Công ty niêm yết công khai qua SPAC năm 2021 và vào tháng 2/2025, hợp tác chiến lược với Quanta Computer (Đài Loan), nhận đầu tư 35 triệu USD và cam kết đầu tư chung hơn 200 triệu USD trong 5 năm để đẩy nhanh thương mại hóa.

SEEQC: LƯỢNG TỬ TÍCH HỢP VỚI GPU

SEEQC, một công ty khởi nghiệp Mỹ tách ra từ Hypres, phát triển máy tính lượng tử siêu dẫn với mục tiêu hiệu quả năng lượng. Năm 2023, SEEQC hợp tác với Nvidia để tạo ra kết nối chip-to-chip tốc độ cao giữa máy tính lượng tử và GPU.

Tháng 1/2025, công ty huy động 30 triệu USD trong vòng gọi vốn do Booz Allen Ventures và NordicNinja đồng dẫn đầu, với sự tham gia của Merck và BASF trong dự án QuPharma để thúc đẩy khám phá thuốc.

SPINQ: LƯỢNG TỬ DI ĐỘNG TỪ TRUNG QUỐC

SpinQ, một công ty khởi nghiệp Trung Quốc thành lập năm 2018, phát triển máy tính lượng tử sử dụng cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), với một số mẫu được quảng bá là di động. SpinQ đang nỗ lực đưa công nghệ lượng tử đến gần hơn với các ứng dụng thực tế tại châu Á.