Willow của Google và Majorana của Microsoft
Tháng 12/2024, Google đã đạt bước đột phá trong lĩnh vực máy tính lượng tử đó là sản xuất thành công chip lượng tử Willow. Đáng chú ý hơn là Willow đã hoàn thành một bài kiểm tra trong chưa đầy 5 phút, trong khi các máy tính truyền thống cần thời gian dài hơn.
Khi công nghệ lượng tử phát triển, doanh nghiệp và Chính phủ cần sẵn sàng thích ứng với kỷ nguyên mã hóa hậu lượng tử (nguồn: Pexels).
Tính năng nổi bật của Willow là khả năng sửa lỗi tính toán, một trong những thách thức lớn của máy tính lượng tử. Các trạng thái lượng tử mong manh và dễ bị nhiễu loạn, cần có thêm qubit để phát hiện và sửa lỗi. Tuy nhiên, khả năng sửa lỗi của Willow được cải thiện khi số lượng qubit tăng lên, giúp khả năng triển khai trong thực tế khả thi hơn.
Tháng 02/2025, Microsoft thông báo họ đã phát triển kiến trúc điện toán lượng tử mới. Qubit của họ ổn định hơn nhờ được xây dựng trên topoconductor - một loại vật liệu đột phá có thể quan sát và kiểm soát các hạt majorana. Theo vật lý hạt, majorana là một loại hạt giả tưởng xuất hiện trong điều kiện cực đoan, có thể cô lập và điều khiển dễ dàng mà không gây nhiễu các trạng thái khác. Trong máy tính lượng tử, tính chất này giúp qubit vận hành chính xác, giảm lỗi trong quá trình tính toán. Microsoft tự tin, thiết kế này có thể mở rộng lên đến một triệu qubit, tuy nhiên, bước đột phá vừa công bố mới chỉ đạt tám qubit và vẫn còn chặng đường dài phía trước.
Mối đe dọa với mã hóa
Một trong những lo ngại lớn nhất về máy tính lượng tử là khả năng phá vỡ mã hóa. Các giao thức như RSA dựa trên việc phân tích các số nguyên tố lớn, một quá trình có thể cần hàng triệu năm đối với máy tính truyền thống, nhưng với sức mạnh tính toán vượt trội, máy tính lượng tử có thể giải mã chúng chỉ trong vài phút. Dù vẫn còn hạn chế, những tiến bộ trong điện toán lượng tử đang đặt ra mối đe dọa đối với giao dịch tài chính, thương mại điện tử và bảo mật tiền mã hóa. Các tổ chức tài chính tại Việt Nam cần bắt đầu thử nghiệm mật mã hậu lượng tử (PQC) để bảo vệ dữ liệu khách hàng, trong khi các công ty khởi nghiệp fintech cần áp dụng các tiêu chuẩn mã hóa mới để duy trì lợi thế cạnh tranh.
Lịch sử đã chỉ ra rằng, những dự đoán công nghệ thường không chính xác. Khoảng 10 trước, Elon Musk từng tuyên bố xe Tesla có thể hoàn toàn tự động vào năm 2017, nhưng đến nay mới chỉ đạt cấp độ 2 hoặc 3 trên thang 5 cấp độ. Trí tuệ nhân tạo (AI) từng được cho rằng, sẽ tiệm cận với trí tuệ con người vào thập niên 1980, nhưng trí tuệ nhân tạo tổng quát (AGI) vẫn là một mục tiêu xa vời. Máy tính lượng tử cũng sẽ đi theo một lộ trình tương tự. Mặc dù Willow của Google là bước đột phá, nhưng việc ứng dụng rộng rãi vẫn đối mặt với những thách thức lớn như độ ổn định phần cứng, chi phí cao và thách thức trong sửa lỗi.
Tháng 08/2024, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ quốc gia Hoa Kỳ (NIST) đã công bố các tiêu chuẩn PQC sau 8 năm nghiên cứu. Apple và Google cũng đã bắt đầu triển khai mã hóa chống lượng tử. Các công ty công nghệ tại Việt Nam nên sớm hành động, nâng cấp hệ thống an ninh mạng để sẵn sàng bước vào kỷ nguyên lượng tử.
Tác động đối với Việt Nam
Không chỉ dừng lại ở những thành công của Google, máy tính lượng tử còn mở ra tiềm năng thay đổi cục diện trong nhiều ngành trọng điểm của Việt Nam. Trong nông nghiệp, công nghệ này có thể tối ưu hóa chuỗi cung ứng, dự báo nhu cầu thị trường và nâng cao logistics. Trong y tế, có thể đẩy nhanh quá trình phát triển dược phẩm, đặc biệt là trong lĩnh vực y học cổ truyền. Máy tính lượng tử cũng có thể nâng cao hiệu suất năng lượng tái tạo, tối ưu hóa sản lượng điện từ mặt trời và gió. Nền kinh tế số của Việt Nam sẽ gặt hái được nhiều lợi ích đáng kể. Công nghệ này còn có thể tăng cường bảo mật mạng, tối ưu hóa và phân tích tài chính, cũng như phân tích dựa trên AI, hỗ trợ thúc đẩy tăng trưởng công nghệ cho Việt Nam.
Máy tính lượng tử vẫn đang trong giai đoạn đầu, nhưng các cường quốc trên thế giới đã đầu tư mạnh mẽ vào lĩnh vực này. Dù chưa dẫn đầu, Việt Nam có thể rút ngắn khoảng cách nhờ các mối quan hệ hợp tác quốc tế. Liên kết với các tổ chức nghiên cứu tại Hoa Kỳ, Trung Quốc và Liên minh châu Âu, đồng thời củng cố năng lực nghiên cứu trong nước thông qua các tổ chức sẽ là chìa khóa để phát triển chuyên môn trong nước.
Với các khoản đầu tư chiến lược vào giáo dục, nghiên cứu và hợp tác quốc tế, Việt Nam có cơ hội trở thành nhân tố tích cực trong lĩnh vực máy tính lượng tử trên toàn cầu (nguồn: Pexels).
Các tổ chức giáo dục nên đi đầu trong đào tạo thế hệ các nhà khoa học lượng tử kế tục. Đầu tư vào giáo dục STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học), học bổng và tài trợ nghiên cứu sẽ tạo nền tảng vững chắc cho phát triển trong tương lai. Chính phủ nên ưu tiên phát triển cơ sở hạ tầng và mở rộng hợp tác quốc tế để thu hẹp khoảng cách công nghệ với các quốc gia hàng đầu. Với những khoản đầu tư và chính sách phù hợp, Việt Nam có thể chuyển từ một nước tiêu thụ công nghệ thành một trung tâm đổi mới sáng tạo. Những quyết định hôm nay sẽ định hình vị thế của Việt Nam trên nền kinh tế số toàn cầu trong tương lai.
Xuân Bình (theo Trường Đại học RMIT Việt Nam)