Google Willow: Bước nhảy vọt lớn tiếp theo trong điện toán lượng tử?
Tại sao chúng ta lại quan tâm đến Willow?
Trong thế giới công nghệ hiện đại, điện toán lượng tử đang trở thành một trong những lĩnh vực thu hút sự chú ý nhất. Một trong những lý do chính khiến Willow – sản phẩm mới nhất từ Google – trở thành tâm điểm chú ý là khả năng mà nó mang lại cho các ứng dụng trong tương lai. Để hiểu rõ hơn về điều này, chúng ta cần nhìn vào cách mà điện toán lượng tử hoạt động.
Trong điện toán truyền thống, mỗi bit thông tin chỉ có thể tồn tại ở một trong hai trạng thái: 0 hoặc 1. Điều này nghĩa là hai bit thông thường chỉ có thể biểu diễn bốn trạng thái: 00, 01, 10, và 11, nhưng chỉ có thể đại diện cho một trong số đó tại một thời điểm. Ngược lại, với điện toán lượng tử, một cặp qubit – đơn vị cơ bản của điện toán lượng tử – có thể biểu diễn tất cả bốn trạng thái đó cùng một lúc nhờ vào tính chất “superposition” (siêu vị trí) và “entanglement” (ràng buộc lượng tử). Điều này tương đương với việc chạy bốn máy tính khác nhau cùng một lúc, cho phép điện toán lượng tử phát huy sức mạnh vượt trội.
Tuy nhiên, với sự gia tăng số lượng qubit, sức mạnh của máy tính lượng tử sẽ tăng theo cấp số nhân, nhưng đồng thời cũng phát sinh thêm nhiều lỗi. Willow của Google hứa hẹn sẽ giảm thiểu những lỗi này khi mở rộng quy mô, khiến cho Elon Musk không thể không thốt lên “Wow” khi Ceo Google, Sundar Pichai, công bố điều này trên mạng xã hội X.
Giải pháp cho các ứng dụng hàng ngày?
Mặc dù Willow đã chứng minh rằng nó đưa thế giới tiến gần hơn một bước đến việc xây dựng một máy tính lượng tử ổn định, nhưng câu hỏi lớn vẫn còn: liệu nó đã sẵn sàng cho các ứng dụng hàng ngày? Đáp án là không. Mặc dù có sự đầu tư khổng lồ từ chính phủ, các công ty công nghệ và nhà đầu tư mạo hiểm vào điện toán lượng tử với hy vọng cách mạng hóa các ngành công nghiệp và mang lại lợi thế thương mại và quân sự, nhưng thực tế vẫn còn nhiều thách thức cần vượt qua.
Google đã nhấn mạnh rằng một trong những thách thức lớn nhất hiện nay là “chứng minh một phép tính đầu tiên ‘hữu ích, vượt ra ngoài cổ điển’ trên các chip lượng tử ngày nay có liên quan đến ứng dụng thực tế.” Điều này thể hiện rằng mặc dù Willow có thể giảm thiểu lỗi và tăng cường khả năng, nhưng nó vẫn chưa đủ để áp dụng vào các lĩnh vực như y tế, tài chính hay logistics.
Sẽ có tác động đến AI và bitcoin?
Một trong những câu hỏi nóng bỏng nhất là liệu những tiến bộ trong điện toán lượng tử có thể làm tăng tốc độ mô hình AI hay không, và liệu chúng có thể đe dọa đến bitcoin hay các hệ thống Blockchain khác. Bitcoin, vốn được xây dựng trên các thuật toán mã hóa cổ điển, có thể gặp nguy hiểm trước những khả năng của điện toán lượng tử, đặc biệt là với sự xuất hiện của thuật toán Shor. Thuật toán này có thể phá vỡ các hệ thống mã hóa trong vòng vài phút, điều này có thể làm suy yếu cả hệ sinh thái bitcoin trị giá 1.000 tỷ USD hiện tại.
Các khả năng tính toán lượng tử có thể tạo ra một cuộc cách mạng trong lĩnh vực bảo mật, khiến cho blockchain trở nên kém an toàn hơn so với những gì mà công nghệ lượng tử mang lại. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến các đồng tiền điện tử mà còn có thể thay đổi cách chúng ta suy nghĩ về bảo mật thông tin trong kỷ nguyên số.
Thời điểm nào để ăn mừng?
Mặc dù Willow là một bước tiến đáng kể trong lĩnh vực điện toán lượng tử, nhưng cũng cần lưu ý rằng nó vẫn còn nhiều hạn chế. Willow hiện đang sử dụng chip 105 qubit, trong khi đối thủ của Google, IBM, đã phát triển một bộ xử lý 156 qubit để thử nghiệm các ứng dụng kinh doanh. Hơn nữa, trong khi Google sử dụng các phương pháp mã hóa bề mặt để sửa lỗi trên các mảng qubit lớn, IBM lại tập trung vào cách tiếp cận sửa lỗi mô-đun, chia nhỏ các hệ thống lượng tử thành các đơn vị nhỏ hơn, mỗi đơn vị có khả năng sửa lỗi cục bộ. Thời gian sẽ cho thấy cách tiếp cận nào sẽ hiệu quả hơn trong việc thúc đẩy điện toán lượng tử đến gần hơn với thực tế.
Ấn Độ và cuộc đua điện toán lượng tử
Trên toàn cầu, các quốc gia đang đua nhau phát triển công nghệ điện toán lượng tử, và Ấn Độ cũng không nằm ngoài cuộc chơi này. Với Sứ mệnh Lượng tử Quốc gia (NQM), Ấn Độ lên kế hoạch phát triển máy tính lượng tử với 50-100 qubit trong vòng khoảng năm năm tới, và 1.000 qubit và hơn nữa trong tám năm tới. Tuy nhiên, Ấn Độ cũng sẽ tập trung vào phát triển thuật toán và các phương pháp sửa lỗi lượng tử để giúp cho máy tính lượng tử hoạt động ổn định và có thể sử dụng trong thực tế.
Hiện tại, Ấn Độ đã sở hữu một máy tính lượng tử sáu qubit, được xây dựng bởi Viện Nghiên cứu Cơ bản Tata. Điều này cho thấy rằng mặc dù Ấn Độ còn nhiều việc phải làm, nhưng họ đã bắt đầu từng bước tiến vào lĩnh vực đầy hứa hẹn này.
Kết luận
Điện toán lượng tử, với những tiềm năng to lớn của nó, đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Google Willow đã đưa ra một bước tiến quan trọng trong việc giảm thiểu lỗi và mở rộng khả năng tính toán lượng tử, nhưng việc áp dụng thực tế vẫn còn nhiều thách thức. Thời gian sẽ trả lời liệu Willow có thực sự là bước nhảy vọt mà chúng ta đang chờ đợi hay không. Trong khi đó, các quốc gia như Ấn Độ cũng đang chuẩn bị cho cuộc đua này, hứa hẹn sẽ mang đến những đột phá trong tương lai không xa.
Hãy theo dõi những diễn biến mới nhất trong lĩnh vực điện toán lượng tử, vì đây chắc chắn sẽ là một trong những chủ đề nóng hổi nhất trong tương lai gần.