Máy tính lượng tử ánh sáng: Không còn cần điện năng

Máy tính lượng tử mới sử dụng photon thay cho dòng điện, mở ra cuộc cách mạng tiết kiệm năng lượng chưa từng có trong lịch sử công nghệ.

Một bước tiến đột phá vừa được các nhà khoa học tại Đại học Cambridge công bố: chế tạo thành công máy tính lượng tử sử dụng hoàn toàn photon – các hạt ánh sáng – thay cho dòng điện thông thường. Đây có thể là nền tảng cho thế hệ siêu máy tính tương lai, với mức tiêu thụ năng lượng gần như bằng không.

Ảnh minh họa 

Trái với các máy tính truyền thống dựa vào điện tử di chuyển qua mạch silicon, máy tính photon vận hành bằng cách điều khiển dòng photon qua các cấu trúc vi mô tinh vi. Thay vì "bật" và "tắt" điện, các phép tính được thực hiện thông qua sự tương tác và chồng chập lượng tử của các hạt ánh sáng.

Điểm đặc biệt của công nghệ mới là khả năng xử lý song song khổng lồ: mỗi photon có thể mang theo nhiều trạng thái lượng tử khác nhau, cho phép thực hiện nhiều phép tính cùng lúc. Nhờ đó, hiệu suất xử lý thông tin của máy tính photon vượt xa bất kỳ máy tính điện tử nào từng được chế tạo.

Ngoài ra, vì không dùng điện trở, máy tính photon gần như không tỏa nhiệt, giúp giảm đáng kể chi phí làm mát – một thách thức lớn của các trung tâm dữ liệu hiện nay. Nếu thương mại hóa thành công, công nghệ này có thể thay đổi toàn bộ cơ sở hạ tầng điện toán toàn cầu, từ máy chủ đến siêu máy tính AI.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cũng thừa nhận: còn rất nhiều rào cản về kỹ thuật cần vượt qua, đặc biệt trong việc ổn định trạng thái lượng tử của photon và xây dựng mạng lưới quang tử quy mô lớn. Dù vậy, với đà tiến hiện tại, viễn cảnh những máy tính lượng tử ánh sáng đầu tiên có thể xuất hiện trong thập kỷ tới không còn là khoa học viễn tưởng.