Microsoft sẵn sàng thống trị ngành công nghiệp máy tính lượng tử

Microsoft Azure gần đây cho biết nhóm nghiên cứu máy tính lượng tử của họ đã phát minh ra “một loại qubit mới”, dựa trên các đặc tính vật lý khó nắm bắt, chưa từng được chứng minh.

Giải pháp ngăn xếp đầy đủ

Microsoft có lẽ không phải là cái tên đầu tiên xuất hiện trong đầu khi ai đó nhắc về ngành điện toán lượng tử. Google đã có bước đột phá về tinh thể thời gian (time crystals) hoành tráng vào năm ngoái. IBM là công ty công nghệ lớn đầu tiên phát triển hệ thống điện toán lượng tử hướng tới người tiêu dùng, và hiện tham gia vào cuộc cạnh tranh gay gắt với Google, D-Wave, công ty Canada đã xây dựng máy tính lượng tử trong hơn 20 năm qua.

Để tạo ra lối đi của riêng mình, Microsoft đã lựa chọn theo đuổi một con đường khác với tất cả đối thủ. “Loại qubit mới” mà nhóm Azure đã phát triển được gọi là qubit tôpô (topological qubit), và theo như lời các chuyên gia, nó chưa từng được chứng minh trước đây.

Theo Azure, qubit tôpô đại diện cho con đường nhanh nhất dẫn đến máy tính lượng tử cỡ công nghiệp. Điều này ngụ ý Microsoft đang để mắt đến thị trường điện toán lượng tử và tự hình dung mình là công ty dẫn đầu toàn cầu. Trước khi có đột phá về qubit tôpô, tham vọng lượng tử của hãng công nghệ Mỹ hơi mờ nhạt. Tuy nhiên, ở thời điểm này, rõ ràng là Microsoft đã dự định phát triển một giải pháp điện toán lượng tử ngăn xếp đầy đủ (full stack) có hệ thống dựa trên cổng khai thác một triệu qubit. Giải pháp ngăn xếp là tập hợp các hệ thống con phần mềm, hoặc các thành phần cần thiết, để tạo ra một nền tảng hoàn chỉnh mà không cần phần mềm bổ sung để hỗ trợ các ứng dụng.

Loại qubit mới sẽ cho phép Microsoft xây dựng máy tính lượng tử có khả năng giải quyết những vấn đề khó khăn nhất mà nhân loại phải đối mặt

Tham vọng lượng tử

Hiện không thể xác định liệu một triệu qubit tôpô sẽ có khả năng hoạt động như thế nào trong các máy tính lượng tử tương lai của Microsoft. Lĩnh vực này còn quá non trẻ, thậm chí chỉ vài tháng trước đây, công nghệ mà Microsoft đang sử dụng còn được coi là giả định. Tuy nhiên, việc Microsoft có thể đi từ nghiên cứu lý thuyết đến xuất bản một bài đăng trên blog phác thảo con đường kinh doanh cho lĩnh vực công nghệ này là minh chứng cho tốc độ muốn kinh doanh nhanh chóng. Tập đoàn máy tính Mỹ dường như đang dồn toàn bộ sức nặng của mình vào công nghệ lượng tử, và không có nhiều chỗ để tiên lượng khi nói đến việc phát triển, mở rộng các hệ thống lượng tử. Các hệ thống này đòi hỏi hàng trăm triệu USD đầu tư để xây dựng, duy trì và vận hành.

Khi được hỏi về thời gian tạo ra phần cứng có khả năng mở rộng một triệu qubit cấu trúc liên kết, nhóm Azure cho biết công nghệ cơ bản đã hoạt động về “mặt kỹ thuật nhiều hơn”. Điều đó có khả năng trong vòng một thập niên nữa, chúng ta sẽ thấy tham vọng máy tính lượng tử của Microsoft trở thành hiện thực.

Được biết, Microsoft đang có kế hoạch cung cấp quyền truy cập vào bộ xử lý 1.000 qubit vào cuối năm 2023. Nhưng đây sẽ không phải là mô hình qubit tôpô mà nhóm Azure vừa phát minh. Thay vào đó, Microsoft đã hợp tác với Pasqal, công ty chuyên tạo ra phần cứng để chạy một loại công nghệ lượng tử khác gọi là xử lý lượng tử “dựa trên nguyên tử trung tính”. Theo thông cáo báo chí, ông Krysta Svore, Phó chủ tịch Phần mềm lượng tử của Microsoft, đã mô tả mối quan hệ hợp tác này là cách để mang công nghệ lượng tử đến khách hàng của cả hai công ty ngay lập tức. Hợp tác với Pasqal khắc phục điểm yếu lớn nhất của Microsoft trong ngành công nghiệp lượng tử, bằng cách cung cấp cho công ty giải pháp trung hạn để lấp đầy khoảng cách thời gian giữa năm 2023 và một thời điểm khác trong tương lai, khi hệ thống điện toán lượng tử mới có thể mở rộng ở quy mô lớn hơn.

Tiền đề cho những tính toán cuối cùng

Hiện chưa thể trả lời chắc chắn về việc liệu tinh thể thời gian của Google, giải pháp dựa trên cổng mới của D-Wave, cách tiếp cận lặp đi lặp lại của IBM, hay các qubit cấu trúc liên kết mới của Microsoft sẽ chiếm ưu thế. Mười năm tới sẽ tạo tiền đề cho những tính toán cuối cùng.

Cũng giống như thị trường trí tuệ nhân tạo (AI), điện toán lượng tử yêu cầu giải pháp đặt trước trong từng trường hợp cụ thể. IBM, Google, D-Wave và Microsoft sẽ không sớm xuất hiện ồ ạt các kệ hàng bằng máy tính lượng tử đa năng. Họ sẽ cạnh tranh để có được mối quan hệ đối tác lớn với các hợp đồng dài hạn, sinh lời. Mỗi công ty sẽ phải dựa vào thế mạnh của riêng mình để tìm ra con đường duy nhất dẫn đến sự nổi bật tiềm năng. Và đối với Microsoft, điều đó có nghĩa là kết nối với các đối tác thông qua hệ sinh thái Azure và thu được hợp đồng chính phủ trả phí cao.

Từ vị trí quan sát của giới chuyên gia trong ngành, Microsoft dường như đã bắt kịp các đối thủ. Nhận định này không hoàn toàn đảm bảo chiến thắng về lượng tử cho Microsoft, vì thật sự không có gì là đảm bảo trong môi trường vật lý lý thuyết, nhưng sẽ thật ngớ ngẩn nếu xếp hãng này đứng sau các đối thủ nặng ký trong bất kỳ cuộc đua công nghệ nào.