Microsoft hôm thứ Tư đã ra mắt một con chip mới mang tên Majorana 1 mà hãng cho rằng có thể chứng minh công nghệ máy tính lượng tử chỉ còn cách “vài năm, không phải nhiều thập kỷ.” Với thành công này, Microsoft cùng với Google và IBM dự đoán rằng một sự thay đổi tận căn trong công nghệ điện toán đang đến gần hơn so với những gì người ta từng tin.
Máy tính lượng tử hứa hẹn thực hiện các phép tính mà các hệ thống ngày nay phải mất hàng triệu năm mới có thể hoàn thành, đồng thời mở ra những khám phá trong y học, hóa học và nhiều lĩnh vực khác, nơi con số gần như vô tận các tổ hợp phân tử có thể làm các máy tính cổ điển bối rối.
Tuy nhiên, máy tính lượng tử cũng đặt ra mối nguy cơ đối với các hệ thống an ninh mạng hiện nay, vì phần lớn các phương pháp mã hóa dựa trên giả định rằng sẽ mất quá nhiều thời gian để giải mã bằng cách thử tất cả các khả năng, một điều trở nên dễ dàng với máy tính lượng tử.
Thách thức lớn nhất của máy tính lượng tử là một thành phần cơ bản gọi là qubit – tương tự như bit trong máy tính cổ điển – hoạt động với tốc độ cực nhanh nhưng lại rất khó kiểm soát và dễ mắc lỗi.
Microsoft cho biết con chip Majorana 1 mà hãng phát triển ít bị lỗi hơn so với đối thủ và đã đưa ra một bài báo khoa học sắp được công bố trên tạp chí Nature làm bằng chứng.
Thời điểm máy tính lượng tử thực sự hữu dụng xuất hiện đã trở thành chủ đề tranh luận trong giới công nghệ. Giám đốc điều hành Nvidia, Jensen Huang, tháng trước cho rằng công nghệ này còn phải mất ít nhất hai thập kỷ mới có thể vượt qua các con chip của công ty ông – những bộ xử lý chủ chốt của trí tuệ nhân tạo – phản ánh sự hoài nghi rộng rãi trong ngành.
Những tuyên bố đó đã khiến Google, công ty năm ngoái cũng giới thiệu một con chip lượng tử mới, đưa ra tuyên bố rằng các ứng dụng thương mại của máy tính lượng tử chỉ còn cách năm năm. IBM thì dự đoán những hệ thống lượng tử quy mô lớn sẽ đi vào hoạt động vào năm 2033.
Microsoft đã nghiên cứu con chip Majorana 1 gần hai thập kỷ, dựa trên một hạt hạ nguyên tử (subatomic particle) có tên là fermion Majorana, được tiên đoán từ những năm 1930. Hạt này có những đặc tính giúp nó ít bị lỗi hơn so với các hệ thống lượng tử hiện tại, nhưng các nhà vật lý đã gặp khó khăn trong việc tìm kiếm và kiểm soát nó.
Microsoft cho biết họ đã chế tạo chip Majorana 1 bằng hợp chất bán dẫn arsenide indium và nhôm. Thiết bị này sử dụng một sợi nanô siêu dẫn để quan sát các hạt và có thể được điều khiển bằng thiết bị máy tính tiêu chuẩn.
Con chip mà Microsoft công bố hôm thứ Tư có ít qubit hơn nhiều so với các chip đối thủ từ Google và IBM, nhưng Microsoft tin rằng số lượng qubit dựa trên Majorana ít hơn vẫn có thể tạo ra máy tính hữu dụng nhờ tỷ lệ lỗi thấp hơn.
Microsoft không đưa ra mốc thời gian cụ thể về việc khi nào con chip sẽ được mở rộng để tạo ra các máy tính lượng tử vượt trội hơn máy tính ngày nay, nhưng công ty khẳng định trong một bài đăng trên blog rằng điều đó chỉ còn “vài năm, không phải nhiều thập kỷ.”
Jason Zander, phó chủ tịch điều hành Microsoft phụ trách các chiến lược dài hạn, mô tả Majorana 1 là một chiến lược “rủi ro cao, nhưng phần thưởng lớn.”
Con chip này được sản xuất tại các phòng thí nghiệm của Microsoft ở bang Washington và Đan Mạch.
“Phần khó nhất là giải quyết vấn đề vật lý. Không có giáo trình nào cho việc này, và chúng tôi phải tự phát minh ra nó,” Zander nói trong một cuộc phỏng vấn với Reuters. “Chúng tôi thực sự đã phát minh ra khả năng tạo ra thứ này, nguyên tử từng nguyên tử, lớp từng lớp.”
Philip Kim, giáo sư vật lý tại Đại học Harvard, người không tham gia nghiên cứu của Microsoft, cho biết fermion Majorana đã là một chủ đề nóng trong giới vật lý trong nhiều thập kỷ và gọi nghiên cứu của Microsoft là một “bước phát triển đầy hứa hẹn” giúp công ty đứng đầu trong lĩnh vực nghiên cứu lượng tử.
Ông cũng nhận xét rằng việc Microsoft kết hợp giữa chất bán dẫn truyền thống và siêu dẫn đặc biệt có vẻ là một hướng đi tốt để nâng cấp chíp lên các chip mạnh mẽ hơn.
“Dù chưa có bằng chứng cho việc nâng cấp này, nhưng những gì họ đang làm thực sự rất thành công,” Kim nhận định.
Con chip máy tính lượng tử Majorana 1 của Microsoft xuất hiện trong bức ảnh tư liệu không đề ngày. Ảnh: Microsoft
