Microsoft Tiết Lộ Bước Tiến Đột Phá Trong Công Nghệ Chip Lượng Tử

Microsoft vừa giới thiệu Majorana 1, một mẫu chip mới được kỳ vọng sẽ đưa máy tính lượng tử trở thành hiện thực trong vài năm tới thay vì phải chờ đợi hàng thập kỷ.

“Hãy hình dung một con chip nhỏ gọn nằm gọn trong lòng bàn tay nhưng có khả năng giải quyết những bài toán mà toàn bộ máy tính trên Trái Đất ngày nay không thể làm được”, CEO Microsoft Satya Nadella chia sẻ trên X sau khi công bố Majorana 1 vào ngày 19/2.

Dù không trực tiếp nhắc đến Majorana 1, Nadella nhấn mạnh rằng những tiến bộ khoa học đang đưa chúng ta tiến gần hơn đến tương lai đó. Majorana 1 là chip lượng tử đầu tiên sử dụng kiến trúc Topological Core, một thiết kế mới hứa hẹn tạo ra các máy tính lượng tử có khả năng giải quyết các vấn đề quan trọng “ở quy mô công nghiệp” chỉ trong vài năm thay vì hàng chục năm, tăng tốc độ phát triển lên gấp nhiều lần so với trước đây.

Theo Nadella, bước đột phá này đến từ việc Microsoft nghiên cứu thành công một trạng thái vật chất mới, bổ sung vào ba trạng thái cơ bản là rắn, lỏng và khí. “Sau gần 20 năm nỗ lực, chúng tôi đã tạo ra một trạng thái vật chất hoàn toàn mới, được kích hoạt nhờ một loại vật liệu mới gọi là chất bán dẫn topoconductor”, ông chia sẻ.

Nadella cho biết, vật liệu này có thể tạo nên một bước nhảy vọt quan trọng trong lĩnh vực máy tính. Cụ thể, các qubit được tạo ra từ topoconductor “nhanh hơn, ổn định hơn và nhỏ gọn hơn”, với kích thước chỉ bằng 1/100 mm. Điều này mở ra tiềm năng phát triển các loại chip có khả năng xử lý hàng triệu qubit một cách dễ dàng hơn, tạo nền tảng cho máy tính lượng tử.

Tỷ phú Elon Musk cũng bày tỏ sự quan tâm khi chia sẻ bài đăng của Nadella, nhận định rằng công nghệ này “đang ngày càng có nhiều đột phá”.

Microsoft nhấn mạnh rằng, giống như phát minh về chất bán dẫn đã thúc đẩy sự phát triển của điện thoại thông minh, máy tính và các thiết bị điện tử hiện đại, topoconductor và các loại chip mới sẽ mở đường cho việc xây dựng các hệ thống lượng tử với khả năng xử lý lên đến một triệu qubit, giải quyết những vấn đề công nghiệp và xã hội phức tạp nhất.

Máy tính lượng tử có khả năng thực hiện các phép tính mà hệ thống hiện tại cần hàng triệu năm để hoàn thành, mở ra cánh cửa cho những khám phá đột phá trong y học, hóa học và nhiều lĩnh vực khác. Trong khi máy tính truyền thống hoạt động dựa trên bit nhị phân (1 và 0), máy tính lượng tử sử dụng qubit, có thể xử lý đồng thời cả 0, 1 hoặc cả hai trạng thái. Nhờ khả năng biểu thị nhiều trạng thái cùng lúc, máy tính lượng tử về lý thuyết có tốc độ và sức mạnh vượt trội so với máy tính thông thường.

Tuy nhiên, thách thức lớn nhất đối với máy tính lượng tử là chúng dễ gặp lỗi trong quá trình xử lý, khiến các qubit bị nhiễu loạn và dẫn đến kết quả sai lệch. Do đó, việc sửa lỗi nhanh chóng và chính xác là yếu tố then chốt. Microsoft tuyên bố rằng Majorana 1 ít lỗi hơn so với các đối thủ nhờ được phát triển dựa trên sự kết hợp giữa chất bán dẫn truyền thống và hạt hạ nguyên tử fermion Majorana.

Philip Kim, giáo sư vật lý tại Đại học Harvard, nhận định trên Reuters rằng fermion Majorana là chủ đề nghiên cứu nổi bật trong giới vật lý và công nghệ suốt nhiều thập kỷ. Ông đánh giá công trình của Microsoft là “một bước tiến thú vị”, giúp công ty củng cố vị thế dẫn đầu trong lĩnh vực nghiên cứu lượng tử.

Tháng 12/2024, Google cũng giới thiệu Willow, một chip lượng tử nhỏ gọn với khả năng giảm thiểu lỗi tính toán theo cấp số nhân. Hartmut Neven, người đứng đầu bộ phận Google Quantum AI, khẳng định: “Đây là bước đột phá vượt qua thách thức lớn nhất trong việc sửa lỗi lượng tử, điều mà cả ngành công nghiệp theo đuổi suốt gần 30 năm qua.”

Thời điểm máy tính lượng tử được thương mại hóa vẫn là chủ đề gây tranh cãi trong giới công nghệ. Tháng trước, CEO Nvidia Jensen Huang cho rằng chip lượng tử sẽ cần khoảng hai thập kỷ nữa để vượt mặt chip của công ty ông. Trong khi đó, Google tin rằng ứng dụng thương mại của điện toán lượng tử chỉ còn khoảng 5 năm nữa. Trước đó, IBM dự đoán máy tính lượng tử quy mô lớn sẽ ra đời vào năm 2033.