Cuộc đua chế tạo máy tính lượng tử mạnh nhất thế giới ngày càng gay gắt

(SHTT) - IBM đang đặt mục tiêu phát triển máy tính lượng tử 100.000 qubit trong vòng 10 năm tới, đánh dấu bước tiến mới trong cuộc đua chế tạo những hệ thống tính toán mạnh nhất thế giới. Trong khi đó, Google và nhiều doanh nghiệp công nghệ khác cũng hướng tới các cỗ máy lượng tử quy mô hàng trăm nghìn đến hàng triệu qubit.

Cuối năm ngoái, IBM lập kỷ lục với bộ xử lý lượng tử 433 qubit. Tại Hội nghị Thượng đỉnh G7, hãng tiếp tục công bố kế hoạch đầu tư 100 triệu USD để phát triển hệ thống 100.000 qubit, kết hợp với siêu máy tính truyền thống nhằm giải quyết các bài toán phức tạp trong nghiên cứu thuốc, vật liệu pin, phân bón và nhiều lĩnh vực khoa học khác.

Khác với máy tính thông thường sử dụng bit chỉ nhận giá trị 0 hoặc 1, máy tính lượng tử hoạt động bằng qubit, có thể tồn tại đồng thời ở cả hai trạng thái nhờ hiện tượng chồng chập lượng tử. Điều này cho phép xử lý nhiều phép tính song song với tốc độ vượt trội.

Tuy nhiên, máy tính lượng tử hiện vẫn chưa tạo ra lợi thế thực tế so với siêu máy tính truyền thống. Nguyên nhân là các qubit rất dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu, khiến hệ thống phát sinh lỗi. Vì vậy, phần lớn qubit trong các máy tính lượng tử tương lai sẽ được dành cho việc sửa lỗi thay vì trực tiếp tính toán.

Máy tính lượng tử của IBM. Ảnh: IBM 

Không chỉ IBM, Google cũng đặt mục tiêu xây dựng máy tính lượng tử một triệu qubit vào cuối thập kỷ này, trong đó khoảng 10.000 qubit phục vụ tính toán và phần còn lại đảm nhiệm sửa lỗi. IonQ hướng tới phát triển hơn 1.000 qubit logic vào năm 2028, còn PsiQuantum cũng theo đuổi hệ thống triệu qubit.

IBM cho biết công nghệ qubit siêu dẫn hiện nay chỉ có thể mở rộng đến khoảng 5.000 qubit. Để đạt quy mô lớn hơn, hãng dự kiến ứng dụng công nghệ CMOS nhằm giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng. Tuy vậy, nhiều công nghệ cốt lõi vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và việc hoàn thành máy tính lượng tử 100.000 qubit vẫn đối mặt không ít rủi ro về kỹ thuật cũng như chi phí.

Các chuyên gia nhận định kế hoạch của IBM là khả thi về mặt định hướng, nhưng việc xây dựng hệ thống điều khiển ổn định cho hàng trăm nghìn qubit sẽ là một trong những thách thức lớn nhất của ngành điện toán lượng tử trong thập kỷ tới.