Thế giới chuẩn bị cho kỷ nguyên lượng tử

Máy tính lượng tử, vốn có thể một ngày nào đó vượt qua giới hạn của các máy tính hiện đại, đã là giấc mơ xa vời trong thế giới điện toán suốt nhiều thập kỷ. Những thách thức trong việc khai thác các đặc tính kỳ lạ của các hạt hạ nguyên tử để tính toán đã khiến máy tính lượng tử giống như một dự án khoa học hấp dẫn hơn là một công nghệ thực tiễn. 

CÁC CÔNG TY ĐUA NHAU XÂY DỰNG MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ KHẢ DỤNG ĐẦU TIÊN

Nhưng những tiến bộ kỹ thuật gần đây đã khiến các công ty như Google và IBM dự đoán rằng họ có thể xây dựng được các hệ thống lượng tử quy mô đầy đủ vào cuối thập kỷ này. Trong khi đó, nhận thấy công nghệ có thể chín muồi sớm hơn dự kiến nhiều năm, Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã bắt đầu một nghiên cứu để xem liệu có nỗ lực thương mại nào có thể mang lại kết quả về máy tính lượng tử thực tiễn vào năm 2033 hay không.

Thực tế, tính đến năm 2025, nhiều công ty công nghệ đã thúc đẩy các đột phá cụ thể với máy tính lượng tử. Fujitsu và RIKEN tại Nhật Bản đã công bố một máy tính lượng tử siêu dẫn 256 qubit – gấp bốn lần kích thước so với phiên bản năm 2023 của họ, mở ra khả năng tiếp cận toàn cầu cho nghiên cứu.

Tương tự, Microsoft đã giới thiệu bộ xử lý Majorana 1 vào tháng 2/2025, được thiết kế để mở rộng lên đến một triệu qubit nhờ các qubit được bảo vệ phần cứng, đánh dấu bước tiến lớn trong việc xây dựng hệ thống lượng tử ổn định.

Theo Financial Times, khi xuất hiện, các hệ thống lượng tử sẽ vẫn là công cụ dành cho các chuyên gia chứ không phải cho đại chúng. Công nghệ này sẽ mang đến những công cụ mới cho các nhà khoa học, giúp họ đạt được những đột phá trong vật liệu hoặc dược phẩm, mở ra các quy trình và thị trường mới hoặc đánh dấu sự kết thúc cho những cái cũ. Trong lĩnh vực tài chính, nó có thể mang lại sự hiểu biết tốt hơn về các rủi ro phức tạp và định giá hiệu quả hơn trên thị trường.

Tuy nhiên, ngay cả đối với những công ty có lợi ích lớn nhất, việc biết nên chuẩn bị nghiêm túc đến mức nào cho một công nghệ luôn dường như nằm ngoài tầm với cũng là điều khó khăn. Một số công ty đã tập trung vào nghiên cứu nâng cao trong nhiều năm, mà chưa thấy kết quả.

Giống như bất kỳ công nghệ mới nào, thời điểm là yếu tố then chốt. Đầu tư quá sớm, ngoài việc lãng phí nguồn lực, còn có nguy cơ dẫn đến phản ứng ngược. Lịch sử của trí tuệ nhân tạo đã bị gián đoạn bởi những "mùa đông AI" – những giai đoạn thất vọng theo sau các đợt lạc quan quá mức. Sự cạnh tranh khốc liệt giữa các công ty đua nhau xây dựng máy tính lượng tử khả dụng đầu tiên đã biến lĩnh vực này thành mảnh đất màu mỡ cho những lời quảng cáo công nghệ, làm tăng nguy cơ hứa hẹn quá đà và thất vọng.

CÔNG NGHỆ LƯỢNG TỬ VÀ AI SẼ THÚC ĐẨY LẪN NHAU

Những tiến bộ trong khoa học cơ bản đã mang lại những nguyên mẫu máy tính lượng tử đầu tiên, tạo nền tảng cho nỗ lực biến chúng thành các hệ thống quy mô đầy đủ. Nhưng vẫn còn những thách thức kỹ thuật đáng kể cần vượt qua.

Jensen Huang, CEO của Nvidia, đã dội gáo nước lạnh vào ngành công nghiệp hồi đầu năm nay khi ông dự đoán rằng các máy tính lượng tử thực tiễn có lẽ vẫn còn cách xa 20 năm, mặc dù sau đó ông gợi ý rằng mình có thể đã quá bi quan.

Sự tương tác giữa công nghệ lượng tử và AI càng làm phức tạp thêm mọi thứ. Những tiến bộ nhanh chóng trong AI có thể khiến các máy tính ngày nay trở nên mạnh mẽ hơn nhiều, giảm nhu cầu đối với máy tính lượng tử, như Sir Demis Hassabis, lãnh đạo AI tại Google, đã gợi ý. Tuy nhiên, hầu hết những người trong ngành đều dự đoán một mối quan hệ cộng sinh giữa hai công nghệ này, cuối cùng sẽ thúc đẩy lẫn nhau.

Dù còn nhiều bất định, những tiến bộ gần đây trong điện toán lượng tử vẫn nên là động lực thúc đẩy hành động. Điều này bao gồm việc phát triển các công cụ và kỹ năng cần thiết để tận dụng tối đa các máy tính lượng tử khả dụng. Về mặt công cụ, cần có các thuật toán mới để tận dụng các đặc tính đặc biệt của máy tính lượng tử và làm cho chúng hữu ích trong việc giải quyết một loạt vấn đề rộng lớn hơn.

Một lực lượng lao động có kỹ năng lớn hơn cũng sẽ là yếu tố thiết yếu. Các chuyên gia lượng tử đã được săn đón cao độ, ngay cả trước khi công nghệ đạt quy mô công nghiệp. Dù khó dự đoán chính xác khi nào kỷ nguyên lượng tử sẽ đến, nhưng chưa bao giờ là quá sớm để bắt đầu chuẩn bị.