Sau gần hai thập kỷ nghiên cứu, Microsoft vừa công bố một thành tựu mang tính cách mạng trong lĩnh vực máy tính lượng tử: Majorana 1 (dưới ảnh) – một con chip lượng tử hoàn toàn mới, được xây dựng dựa trên một trạng thái vật chất chưa từng tồn tại trong tự nhiên.
Để hiện thực hóa con chip này, Microsoft đã tạo ra topoconductor (siêu dẫn topo) – một dạng vật chất đặc biệt mà chưa từng được quan sát trong vũ trụ. Đây không chỉ là một bước tiến lớn trong khoa học vật liệu mà còn là chìa khóa mở ra thế hệ máy tính lượng tử mới với hàng triệu qubit trong một không gian nhỏ gọn.
Tiến sĩ Chetan Nayak, giám đốc phần cứng lượng tử tại Microsoft, khẳng định:
“Chúng tôi sẽ có một máy tính lượng tử thực sự không bị lỗi lượng tử trong vòng vài năm tới, không phải hàng thập kỷ nữa.”
Đây là một tuyên bố đầy tham vọng, bởi một trong những rào cản lớn nhất đối với máy tính lượng tử hiện nay chính là khả năng duy trì trạng thái lượng tử đủ ổn định để thực hiện tính toán có ý nghĩa. Nếu thành công, công nghệ này sẽ đưa Microsoft vượt lên trên các đối thủ lớn như Google, IBM hay các startup lượng tử khác.
Microsoft không chỉ tạo ra một loại vật chất mới, mà còn phát triển hàng loạt công nghệ tiên tiến để hiện thực hóa tham vọng lượng tử:
- Siêu dẫn topo – lớp vật liệu siêu dẫn đặc biệt giúp tạo ra qubit ổn định hơn.
- Phương pháp đo trạng thái lượng tử không phá hủy – cho phép đọc dữ liệu từ qubit mà không làm mất thông tin.
- Cách thức nạp dữ liệu vào qubit – giúp tăng tốc độ xử lý của chip lượng tử.
- Khả năng tạo ra cấu trúc đa qubit – mở đường cho các hệ thống lượng tử quy mô lớn.
Các vật liệu như indium arsenide và nhôm được xếp chồng từng lớp ở cấp độ nguyên tử và làm lạnh xuống mức 50 milikelvin (-273°C) – nhiệt độ còn lạnh hơn cả không gian vũ trụ.
Microsoft đã thử nghiệm thành công mẫu chip 8 qubit, được Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng Mỹ (DARPA) công nhận. Trong vòng 5 năm tới, công ty kỳ vọng sẽ thương mại hóa máy tính lượng tử sử dụng công nghệ này.
Theo Microsoft, khi đạt mức 1 triệu qubit, máy tính lượng tử có thể xử lý những bài toán vượt xa tổng công suất của tất cả các máy tính cổ điển trên thế giới cộng lại. Mục tiêu cuối cùng của hãng là xây dựng ít nhất 1.000 máy tính lượng tử như vậy, sẵn sàng để giải quyết những vấn đề mà hiện nay con người vẫn chưa thể tưởng tượng hết.
Lịch sử phát triển của máy tính lượng tử đầy rẫy những dự án tham vọng nhưng chưa thể thực hiện. Google từng tuyên bố đạt “ưu thế lượng tử“, nhưng vẫn chưa thể xây dựng một hệ thống đủ ổn định để ứng dụng thực tế. IBM cũng đang phát triển chip lượng tử 1.000 qubit nhưng chưa có giải pháp triệt để cho lỗi lượng tử.
Microsoft đang đặt cược vào cách tiếp cận hoàn toàn khác: tạo ra vật chất mới để làm nền tảng cho máy tính lượng tử ổn định hơn. Nếu Majorana 1 hoạt động như kỳ vọng, Microsoft có thể trở thành người tiên phong thực sự trong cuộc đua này.
Thành công hay thất bại, đây vẫn là một trong những dự án táo bạo nhất trong lịch sử công nghệ. Liệu Microsoft có thể thay đổi tương lai của điện toán?
