Amazon Web Services (AWS) hôm thứ Năm, 27-2, đã công bố một con chip điện toán lượng tử với công nghệ mới mà họ hy vọng có thể rút ngắn tới 5 năm trong nỗ lực xây dựng một máy tính lượng tử hữu ích về mặt thương mại.
Con chip này, có tên Ocelot, là một nguyên mẫu với chỉ một phần rất nhỏ sức mạnh tính toán cần thiết để tạo ra một cỗ máy hữu dụng. Tuy nhiên, giống như các đối thủ công nghệ khác, AWS – bộ phận điện toán đám mây của Amazon.com – tin rằng họ đã tìm ra công nghệ (hit on a technology) để có thể mở rộng thành một máy tính có khả năng hoạt động thực sự (scaled up into a working machine), dù chưa xác định thời điểm đạt được điều đó.
Thông báo của AWS trùng với việc công bố một nghiên cứu trên tạp chí khoa học Nature, trong bối cảnh điện toán lượng tử đang khuấy động giới công nghệ (sweeping through the technology world), với các công ty như Google (thuộc Alphabet), Microsoft và startup PsiQuantum đều công bố những tiến bộ trong thời gian gần đây.
Máy tính lượng tử hứa hẹn có thể thực hiện những phép tính mà máy tính truyền thống phải mất hàng triệu năm, đồng thời hỗ trợ các nhà khoa học phát triển vật liệu mới như pin và dược phẩm. Tuy nhiên, một thành phần cốt lõi của máy tính lượng tử là qubit có tốc độ cao nhưng rất nhạy cảm và dễ mắc lỗi. Qubit, viết tắt của Quantum Bit, là đơn vị cơ bản của thông tin trong máy tính lượng tử, tương tự như bit trong máy tính truyền thống.
Các nhà khoa học đã xác định từ những năm 1990 rằng một số qubit của máy tính lượng tử có thể được sử dụng để sửa lỗi, và nhiều năm qua, ngành công nghệ đã tìm cách chế tạo qubit vật lý sao cho vẫn còn đủ số lượng qubit “logic” để thực hiện các phép tính hữu ích.
Quan điểm tiêu chuẩn trong ngành là một con chip sẽ cần khoảng một triệu qubit vật lý để có đủ số qubit logic cần thiết.
Tuy nhiên, AWS cho biết họ đã chế tạo một nguyên mẫu chip chỉ cần 9 qubit vật lý để tạo ra một qubit logic hoạt động, nhờ vào một loại qubit đặc biệt gọi là qubit “mèo” – lấy cảm hứng từ thí nghiệm tư tưởng nổi tiếng của nhà vật lý Erwin Schrödinger để minh họa nguyên lý lượng tữ, trong đó một con mèo trong hộp vừa sống vừa chết cùng lúc.
Oskar Painter, Giám đốc phần cứng lượng tử của AWS, cho biết cách tiếp cận của AWS có thể giúp tạo ra máy tính hữu ích chỉ với 100.000 qubit thay vì một triệu qubit như dự đoán ban đầu.
“Nó sẽ giúp chúng tôi giảm số lượng qubit vật lý cần thiết cho việc sửa lỗi xuống từ 5 đến 10 lần trong một hệ thống hoàn chỉnh. Đó chính là lợi ích thực sự,” Painter nói với Reuters.
Painter cho biết con chip hiện tại được chế tạo bằng các kỹ thuật tiêu chuẩn của ngành công nghiệp bán dẫn và sử dụng một loại vật liệu gọi là tantalum. AWS và các đối tác hy vọng sẽ tiếp tục tinh chỉnh những kỹ thuật này.
“Tôi nghĩ sẽ có một làn sóng đổi mới trong lĩnh vực này, và đó sẽ là yếu tố có thể thực sự rút ngắn thời gian phát triển. Nếu chúng tôi cải thiện về mặt vật liệu và quy trình sản xuất, công nghệ nền tảng sẽ trở nên đơn giản hơn nhiều,” Painter nhận định.
Chip điện toán lượng tử “Ocelot” của Amazon Web Services tại cơ sở lượng tử của công ty ở Pasadena, California, Mỹ, trong một bức ảnh tư liệu không ghi ngày, được công bố vào ngày 26-2-2025. Ảnh: AWS
