Bước nhảy vượt ngoài tưởng tượng

Trí tuệ nhân tạo (AI) đang là tâm điểm của thế giới công nghệ, thu hút hàng nghìn tỷ USD đầu tư và len lỏi vào mọi ngóc ngách của đời sống hiện đại. Tuy nhiên, trong cái bóng khổng lồ của AI, một cuộc cách mạng khác đang âm thầm hình thành – điện toán lượng tử.

Dù phức tạp đến mức “bất khả thi” để giải thích trọn vẹn, nhiều chuyên gia tin rằng tác động của công nghệ này có thể vượt xa AI trong dài hạn.

Các nhà nghiên cứu của Google gần đây tuyên bố đã đạt được “lợi thế lượng tử”, dấu mốc khẳng định sức mạnh tính toán vượt trội của máy tính lượng tử so với siêu máy tính truyền thống.

Trong công bố đăng trên tạp chí Nature, Google mô tả một thuật toán mô phỏng hành vi cơ học lượng tử trong tự nhiên, chẳng hạn tương tác giữa các nguyên tử trong một phân tử.

Khi thuật toán này được chạy trên con chip lượng tử mới nhất, kết quả cho thấy tốc độ xử lý nhanh hơn 13.000 lần so với siêu máy tính cổ điển và có thể tái lập kết quả trên các hệ thống khác.

Đây là bước tiến chưa từng có, giúp củng cố niềm tin rằng máy tính lượng tử không chỉ là lý thuyết, mà đang tiến gần hơn tới ứng dụng thực tế.

Khi phần cứng và phần mềm gặp nhau

Điện toán lượng tử có lẽ chưa tạo được sức hút đại chúng như AI bởi độ phức tạp khủng khiếp của nó.

Trong khi AI chủ yếu phát triển dựa trên phần mềm và dữ liệu, lượng tử lại nằm ở phần cứng vật lý, đòi hỏi môi trường vận hành gần như độ không tuyệt đối cùng hệ thống laser và từ trường chính xác tuyệt đối.

Các cỗ máy lượng tử hiện nay thường được ví như “con sứa kim loại khổng lồ”, vẫn chỉ tồn tại trong các phòng thí nghiệm đặc biệt. Tuy nhiên, công nghệ đang thay đổi. Các nhà khoa học đã phát hiện cách tạo qubit (bit lượng tử) từ kim cương nhân tạo, cho phép hoạt động ở nhiệt độ gần với môi trường tự nhiên hơn.

Một điểm thú vị là De Beers, thương hiệu kim hoàn xa xỉ, thông qua công ty con Element Six, đang hợp tác với Amazon Web Services để tối ưu kim cương tổng hợp cho mạng lưới máy tính lượng tử thế hệ mới.

Theo dự báo của McKinsey, ngành điện toán lượng tử có thể đạt 97 tỷ USD vào năm 2035, trong khi AI được định giá ở quy mô hàng nghìn tỷ USD. Nhưng sự kết hợp giữa hai công nghệ này khi AI vận hành trên nền tảng lượng tử có thể tạo nên một cuộc cách mạng công nghệ chưa từng có.

Sức mạnh khổng lồ và mối đe dọa tiềm ẩn

Giáo sư Sir Peter Knight, chuyên gia lượng tử hàng đầu của Anh, từng nói: “Những gì có thể mất cả tuổi của vũ trụ để tính toán trên siêu máy tính mạnh nhất, có thể được máy lượng tử thực hiện trong vài giây.”

Minh chứng rõ nét là con chip lượng tử Willow mà Google công bố vào tháng 12/2024. Theo mô phỏng, chip này chỉ mất 5 phút để giải quyết một bài toán mà siêu máy tính nhanh nhất hiện nay cần đến 10 tỷ tỷ năm mới có thể hoàn thành.

Sức mạnh đó mở ra triển vọng đột phá trong nhiều lĩnh vực. Trong y học, máy tính lượng tử có thể mô phỏng hàng triệu tổ hợp phân tử, rút ngắn đáng kể thời gian phát triển thuốc và liệu pháp mới. Trong nông nghiệp và hóa học, công nghệ này hứa hẹn tạo ra phân bón hiệu quả hơn, giảm tác động môi trường.

Tuy nhiên, đi kèm với sức mạnh là mối đe dọa an ninh toàn cầu. Các hình thức mã hóa dữ liệu hiện tại, vốn là nền tảng bảo vệ bí mật quốc gia và thông tin cá nhân có thể bị phá vỡ khi máy tính lượng tử đạt đến ngưỡng đủ mạnh.

Chiến lược “thu hoạch ngay, giải mã sau” đã xuất hiện, khi nhiều quốc gia lặng lẽ thu thập dữ liệu mã hóa của nhau, chờ đến ngày công nghệ lượng tử đủ khả năng bẻ khóa toàn bộ hệ thống bảo mật hiện nay.