image Thứ Hai, 27/04/2026

Máy tính lượng tử sắp trở thành hiện thực?

14/08/2025

Chia sẻ

Với tốc độ phát triển hiện nay, máy tính lượng tử được dự đoán sẽ bước ra khỏi giai đoạn “thí nghiệm trong phòng lab” và tiến dần tới giai đoạn thương mại hóa quy mô lớn…

Máy tính lượng tử mang tiềm năng giải quyết những vấn đề vượt quá khả năng của các máy tính hiện đại trong các lĩnh vực như khoa học vật liệu và trí tuệ nhân tạo.
Máy tính lượng tử mang tiềm năng giải quyết những vấn đề vượt quá khả năng của các máy tính hiện đại trong các lĩnh vực như khoa học vật liệu và trí tuệ nhân tạo.

Theo Financial Times, cuộc chạy đua nhằm chế tạo một máy tính lượng tử khả dụng dường như đã gần đến đích. Một loạt các đột phá kỹ thuật về máy tính lượng tử gần đây đã khiến các công ty công nghệ hàng đầu cạnh tranh gay gắt để trở thành người đầu tiên biến những thí nghiệm phòng lab thành các hệ thống quy mô lớn, có thể hoạt động thực thụ.

Máy tính lượng tử mang tiềm năng giải quyết những vấn đề vượt quá khả năng của các máy tính hiện đại trong các lĩnh vực như khoa học vật liệu và trí tuệ nhân tạo.

GOOGLE VÀ IBM TIN RẰNG KỶ NGUYÊN MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ THỰC SỰ SẮP BẮT ĐẦU

Vào tháng 6, IBM trở thành công ty mới nhất tuyên bố con đường của họ “rõ ràng đang hướng tới một cỗ máy hoàn chỉnh”, sau khi công bố bản thiết kế máy tính lượng tử đã bổ sung những mảnh ghép quan trọng còn thiếu từ các phiên bản trước đó. 

"Không còn cảm giác như một giấc mơ nữa”, Jay Gambetta, người đứng đầu chương trình lượng tử của IBM, chia sẻ. "Tôi thực sự cảm thấy chúng tôi đã giải mã được bí quyết và sẽ có thể chế tạo cỗ máy này vào cuối thập kỷ”.

Điều này đã làm nóng lên cuộc đua với Google, công ty đã vượt qua một trong những rào cản lớn nhất còn lại vào cuối năm ngoái và khẳng định họ cũng đang trên đà “xây dựng một máy tính lượng tử quy mô công nghiệp vào cuối thập kỷ”.

Tủ lạnh cryostat dùng để làm mát chip máy tính lượng tử tại phòng thí nghiệm AI lượng tử của Google ở Santa Barbara. Ảnh: Reuters
Tủ lạnh cryostat dùng để làm mát chip máy tính lượng tử tại phòng thí nghiệm AI lượng tử của Google ở Santa Barbara. Ảnh: Reuters

"Tất cả các thách thức kỹ thuật và khoa học còn lại đều có thể vượt qua", Julian Kelly, trưởng bộ phận phần cứng tại Google Quantum AI, khẳng định.

Tuy nhiên, ngay cả khi IBM và Google đã vượt qua một số vấn đề khoa học khó khăn nhất và chuẩn bị cho cuộc nước rút cuối cùng, các công ty vẫn phải đối mặt với hàng loạt vấn đề kỹ thuật nghe có vẻ thông thường hơn nhưng vẫn đầy thử thách để công nghiệp hóa công nghệ này.

BÀI TOÁN CHI PHÍ, VẬT LIỆU VÀ HIỆU CHỈNH LỖI

Những rào cản còn lại "dường như ít thách thức về mặt kỹ thuật hơn” song vẫn không hề đơn giản, theo Oskar Painter, giám đốc điều hành phần cứng lượng tử tại Amazon Web Services, Ông dự đoán một máy tính lượng tử hữu ích vẫn còn cách xa thế giới khoảng 15-30 năm nữa.

Thực tế, hệ thống máy tính lượng tử “hữu ích” và có thể đạt quy mô công nghiệp có nghĩa là phải mở rộng từ các hệ thống hiện tại với dưới 200 qubit – đơn vị cơ bản xây dựng máy tính lượng tử – lên đến 1 triệu qubit hoặc hơn.

Một trong những vấn đề khó khăn nhất là tính bất ổn vốn có của qubit, vốn chỉ duy trì trạng thái lượng tử – khi chúng có thể thực hiện các tính toán hữu ích – trong những khoảng thời gian cực ngắn, chỉ vài phần giây. Điều này dẫn đến tình trạng không mạch lạc, hay "nhiễu," khi số lượng qubit tăng lên.

Một minh chứng rõ nét về giới hạn của việc mở rộng quy mô là khi IBM tăng số lượng qubit trong chip thử nghiệm Condor lên 433, dẫn đến "crosstalk" – sự can thiệp lẫn nhau giữa các thành phần.

Việc xếp chồng số lượng qubit lớn hơn như vậy "tạo ra một hiệu ứng kỳ lạ mà chúng ta không thể kiểm soát", Subodh Kulkarni, giám đốc điều hành của Rigetti Computing – một startup Mỹ cũng làm việc với qubit dựa trên siêu dẫn, công nghệ tương tự IBM và Google – cho biết. 

Tuy vậy, chuyên gia Gambetta từ IBM cho hay họ đã dự đoán được sự can thiệp trong chip Condor và đã chuyển sang một loại mới để liên kết qubit, giúp hệ thống ít nhạy cảm hơn với vấn đề này.

Trong các hệ thống thử nghiệm đầu tiên, qubit được "điều chỉnh" riêng lẻ để cải thiện hiệu suất. Tuy nhiên, độ phức tạp và chi phí khiến việc này không khả thi ở quy mô lớn hơn. Do đó, các công ty sẽ phải tìm kiếm những thành phần đáng tin cậy hơn – điều đòi hỏi cải thiện ổn định trong sản xuất, cũng như các đột phá mới về vật liệu. Google cho biết họ nhắm đến việc giảm chi phí thành phần xuống gấp 10 lần để đạt mục tiêu chi phí 1 tỷ USD cho một cỗ máy quy mô đầy đủ.

CUỘC ĐUA NÓNG LÊN GIỮA CÁC BIG TECH

Đến nay, chỉ Google mới chứng minh được một chip lượng tử có khả năng thực hiện sửa lỗi khi kích thước tăng lên. Theo Kelly, bất kỳ công ty nào cố gắng mở rộng mà không đạt đến điểm này sẽ kết thúc với "một cỗ máy rất đắt đỏ chỉ xuất ra nhiễu, tiêu tốn năng lượng và thời gian kỹ sư, mà không mang lại giá trị nào”.

Tuy nhiên, các công ty khác không hề chậm lại trong nỗ lực mở rộng, dù chưa ai đạt được mức của Google.

IBM cho biết họ đang tập trung vào thách thức quan trọng nhất: chứng minh khả năng vận hành hệ thống ở quy mô rất lớn, đồng thời đặt nghi vấn liệu cách tiếp cận sửa lỗi của Google có hoạt động trong hệ thống đầy đủ hay không.

Kỹ thuật mà Google sử dụng, gọi là surface code, hoạt động bằng cách kết nối mỗi qubit trong một lưới hai chiều với các qubit gần nhất. Điều này đòi hỏi một số lượng lớn qubit làm việc cùng nhau và yêu cầu hệ thống đạt 1 triệu qubit hoặc hơn để thực hiện các tính toán hữu ích.

Microsoft cho biết họ đã quyết định không theo đuổi thiết kế tương tự sau khi nhận định rằng việc xây dựng máy tính lượng tử 1 triệu qubit đặt ra quá nhiều thách thức kỹ thuật khác.

IBM đã thay đổi hướng sang một dạng sửa lỗi khác, gọi là low-density parity-check code, mà họ khẳng định sẽ yêu cầu ít hơn 90% số qubit so với Google. Tuy nhiên, điều này phụ thuộc vào các kết nối dài hơn giữa các qubit xa nhau – một thách thức kỹ thuật khó khăn khiến họ bị tụt hậu.

Thiết kế mới nhất của IBM dường như có khả năng sản xuất một cỗ máy quy mô lớn khả dụng, theo Mark Horvath, nhà phân tích tại Gartner, dù ông bổ sung rằng cách tiếp cận của họ vẫn chỉ tồn tại trên lý thuyết. 

Dù theo thiết kế nào, các công ty đều đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật chung khác. Đó là thách thức giảm bớt "mạng lưới dây rối rắm" trong các hệ thống lượng tử ban đầu bằng cách liên kết số lượng lớn thành phần vào các chip đơn lẻ, rồi kết nối nhiều chip thành các module. Ngoài ra, còn cần các tủ lạnh chuyên dụng lớn hơn để chứa hệ thống quy mô đầy đủ, vốn hoạt động ở nhiệt độ gần tuyệt đối không độ.

Sebastian Weidt, giám đốc điều hành tại Universal Quantum, cho biết các quyết định của chính phủ về việc hỗ trợ công nghệ nào trong giai đoạn này có lẽ sẽ đóng vai trò lớn. Hiện nay, Darpa – cơ quan nghiên cứu tiên tiến của Lầu Năm Góc – đã bắt đầu một nghiên cứu rộng rãi về các công ty lượng tử khác nhau, nhằm xác định công ty nào có thể mở rộng nhanh nhất đến kích thước thực tế.


Giới thiệu máy chủ AI “made in Vietnam” tại Diễn đàn Kinh tế Việt Nam - Hàn Quốc

Máy chủ AI “made in Vietnam” là sự khẳng định cho bước chuyển từ ứng dụng công nghệ sang sản xuất công nghệ, từ tham gia thị trường sang tham gia chuỗi cung ứng...

10:22 24/04/2026
Amazon Leo phá thế độc tôn của Internet vệ tinh Starlink tại Đông Nam Á

Sau nhiều năm gần như “một mình một ngựa”, thị trường internet vệ tinh Đông Nam Á đang bước vào giai đoạn cạnh tranh thực sự khi Amazon Leo xuất hiện…

19:47 22/04/2026
Trung Quốc công bố chiến lược toàn diện, đưa AI vào lớp học đến năm 2030

Bắc Kinh đặt mục tiêu tích hợp trí tuệ nhân tạo trên toàn hệ thống giáo dục, từ phổ thông đến học tập suốt đời, với trọng tâm cá nhân hóa học tập, hỗ trợ giáo viên và dự báo nhu cầu nhân lực trong tương lai...

13:29 20/04/2026
Trung Quốc vận hành cụm siêu máy tính AI4S lớn nhất với 60.000 chip

Trung Quốc vừa đưa vào hoạt động một cụm siêu máy tính chuyên phục vụ “AI cho khoa học” (AI4S) tại tỉnh Hà Nam, đánh dấu bước tiến quan trọng trong chiến lược kết hợp trí tuệ nhân tạo với nghiên cứu khoa học…

07:00 18/04/2026
Cổ phiếu lượng tử bùng nổ nhờ “cú hích” AI từ Nvidia

Làn sóng tăng giá mạnh mẽ của các cổ phiếu điện toán lượng tử đang thu hút sự chú ý của giới đầu tư toàn cầu...

17:43 17/04/2026
AI và ESG đang "định hình lại" sức khỏe thương hiệu của các ngân hàng Việt

Sức khỏe thương hiệu của các ngân hàng Việt đang được dịch chuyển qua khả năng ứng dụng AI (Trí tuệ nhân tạo) để chuyển hóa trải nghiệm số thành hành vi sử dụng thực tế và thực thi chiến lược ESG (Môi trường - Xã hội - Quản trị) nhằm tạo dựng niềm tin bền vững, thay vì chỉ dựa vào mức độ nhận biết đơn thuần…

17:40 17/04/2026
Ứng dụng công nghệ bản sao số, AI vào ngành công nghiệp làm đẹp

Các doanh nghiệp làm đẹp đang tìm cách tận dụng công nghệ mô phỏng và trí tuệ nhân tạo để rút ngắn chu kỳ đổi mới trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng gia tăng...

16:36 16/04/2026
Chatbot AI chẩn đoán sai trong hơn 80% trường hợp bệnh án ban đầu

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí JAMA Network Open, dựa trên việc kiểm tra 21 mô hình AI khác nhau cho thấy các chatbot AI dành cho người tiêu dùng đang bộc lộ những hạn chế đáng kể khi được sử dụng để hỗ trợ chẩn đoán y khoa...

13:57 15/04/2026
Meta xây dựng “bản sao AI” của CEO Mark Zuckerberg để tương tác với nhân viên

Meta đang phát triển phiên bản "Mark Zuckerberg AI" có khả năng giao tiếp trực tiếp với nhân viên. Đây là một phần trong chiến lược lớn hơn nhằm tái định hình tập đoàn xoay quanh AI và tham vọng “siêu trí tuệ cá nhân”...

14:45 14/04/2026
Phần mềm phân tích cổ phiếu “All-in-One”: Dẫn lối đầu tư hiệu quả

Hầu hết những thua lỗ trên thị trường chứng khoán đến từ việc đầu tư theo cảm tính, bị cuốn đi bởi "lòng tham và nỗi sợ hãi". Không có một triết lý đầu tư phù hợp, khả năng phân tích và ra quyết định đúng dựa trên số liệu là hạn chế lớn nhất của các nhà đầu tư cá nhân...

15:51 13/04/2026