Cuộc Cách Mạng Máy Tính Tương Lai Sẽ Là Công Nghệ Lượng Tử

Cuộc Cách Mạng Máy Tính Tương Lai Sẽ Là Công Nghệ Lượng Tử

Tính đến tháng 04/2018, cả Trung Quốc và Mỹ đều đang chạy đua phát triển công nghệ máy tính, nhằm hướng đến những hệ thống máy tính lượng tử, với khả năng xử lý vượt trội so với máy tính hiện hành. Cả 2 bên đều đang đầu tư những khoản tiền khổng lồ để có thể sở hữu những chiếc máy tính lượng tử mạnh mẽ nhất thế giới.

Trong máy tính thông thường, dữ liệu chỉ được lưu dưới dạng 0 và 1, còn máy tính lượng tử sử dụng qubit – quantum bit, bit lượng tử, cho phép máy tính ghi dữ liệu ở nhiều trạng thái cùng lúc (chẳng hạn như có thể là 0, có thể là 1 hoặc có thể cùng lúc là 0 và 1), cho phép xử lý được những phép tính phức tạp hơn.

Tổng chi phí đầu tư cho công nghệ máy tính lượng tử của Trung Quốc không được tiết lộ. Nhưng theo báo cáo mới nhất, Chính phủ Trung Quốc sẽ xây dựng một Phòng thí nghiệm Quốc gia về Khoa học thông tin lượng tử có trị giá 10 tỷ USD, dự kiến sẽ mở cửa vào năm 2020. Trong khi đó, theo báo cáo năm 2016, chi phí đầu tư của Mỹ là 200 triệu USD/năm. Tuy nhiên, các chuyên gia cho rằng số tiền đầu tư sẽ còn tăng lên gấp nhiều lần trong những năm tiếp theo. Microsoft và IBM là 2 công ty công nghệ ở Mỹ đang dẫn đầu trong lĩnh vực máy tính lượng tử.

Một trong những ứng dụng quan trọng của máy tính lượng tử, mà cả Mỹ và Trung Quốc đều muốn phát triển, chính là mã hóa. Máy tính lượng tử với khả năng xử lý cực kỳ mạnh mẽ, có thể tạo ra những mã hóa không thể bị phá vỡ. Tony Trippe, CEO của công ty phân tích Patinformatics cho biết: “Đây là một hệ thống không thể bị hack. Các dữ liệu được mã hóa cũng không thể bị phá hoại. Trong khi đó, máy tính lượng tử có thể dễ dàng giải mã các dữ liệu được mã hóa bởi máy tính truyền thống”.

Máy tính lượng tử thực sự sẽ trở thành một vũ khí mạnh mẽ trong các cuộc chiến công nghệ cao. Nó không chỉ là bức tường phòng thủ vững chắc, mà còn là một thứ vũ khí sắc bén giúp tấn công vào các hệ thống máy tính khác. Microsoft, IBM, Intel và Google dẫn đầu phần cứng lượng tử. Các công ty công nghệ của Mỹ như Microsoft, IBM và Alphabet đánh giá máy tính lượng tử như cuộc cách mạng công nghệ tiếp theo. Nên các công ty đã đầu tư rất nhiều vào việc phát triển các hệ thống phần cứng, từ những con chip lượng tử cho đến máy tính lượng tử.

Trong sự kiện CES 2018, Intel đã ra mắt chip lượng tử Tangle Lake 49 qubit mạnh mẽ nhất thế giới. Trong khi đó, IBM tuyên bố đã phát triển thành công một chiếc máy tính 50 qubit trong phòng thí nghiệm. Ngay sau đó, Google ra mắt chip lượng tử Bristlecone 72 qubit mạnh nhất hiện hành, tự tin sẽ đạt được ngôi vị dẫn đầu trong lĩnh vực Lượng tử.

Tuy nhiên, có một vấn đề rất lớn mà các công ty công nghệ của Mỹ chưa thể giải quyết được, là thương mại hóa những chiếc máy tính lượng tử. Vì gần như tất cả các con chip lượng tử và máy tính lượng tử được chế tạo trong phòng thí nghiệm, mất rất nhiều thời gian và chi phí rất cao. Jim Clarke, Giám đốc phần cứng lượng tử của Intel cho biết: “Có rất nhiều khó khăn cần được giải quyết trước khi đưa những chiếc máy tính lượng tử vào thương mại hóa. Một trong số đó liên quan đến vật liệu, thiết kế và sản xuất chip lượng tử”.

Microsoft cho biết, phải mất khoảng 5 năm, một chiếc máy tính lượng tử thương mại hóa mới có khả năng ra đời. Đó không phải là một khoảng thời gian quá dài, nhưng cũng không quá ngắn để giúp Mỹ dẫn đầu trong xu hướng công nghệ mới.

Trung Quốc không có các công ty công nghệ như IBM, Intel hay Microsoft. Nên thay vì đầu tư vào sản xuất phần cứng lượng tử, Trung Quốc đầu tư vào nghiên cứu công nghệ và các bằng sáng chế, phần mềm để đón đầu xu hướng. Viện Nghiên cứu Khoa học Quốc gia và Đại học Bắc Kinh là 2 nơi đang tiến hành việc nghiên cứu bằng sáng chế và công nghệ lượng tử. Một trong những công nghệ lượng tử mũi nhọn chính là mã hóa.

Tháng 08/2016, Chính phủ Trung Quốc đã đưa vệ tinh lượng tử đầu tiên lên quỹ đạo. Đến năm 2017, vệ tinh đã thực hiện truyền đi các thông tin được mã hóa “không thể bị hack và phá hoại” đầu tiên từ vũ trụ về Trái đất. Đây là công nghệ mà Mỹ chưa thực hiện được. Theo Jonathan Dowling, giám đốc Viện Vật lý lý thuyết tại Đại học Louisiana, đây là một vũ khí cực kỳ mạnh mẽ, đặc biệt là đối với các cơ quan tình báo.

Một cuộc chạy đua công nghệ mới đã bắt đầu, ai là người sẽ về đích trước vẫn còn là điều khó đoán. Mỹ tập trung vào phần cứng lượng tử, còn Trung Quốc phát triển phần mềm lượng tử. Cả 2 đều có những lợi thế của riêng mình.