Buzz
Chip xử lý lượng tử mới của Intel, mang tên Tunnel Falls, được đặt tại trung tâm sản xuất chip bán dẫn ở Oregon. Mặc dù chỉ có khả năng xử lý 12 qubit, nhưng chip này vẫn đánh dấu một bước tiến mới trong lĩnh vực công nghệ lượng tử, mặc dù có thể không sánh kịp với một số giải pháp của đối thủ.Theo lãnh đạo mảng điện toán lượng tử của Intel, Jim Clarke, cách tiếp cận vấn đề của Intel khác biệt hoàn toàn so với IBM và Google.
Để nắm bắt dễ dàng hơn, hiện tại hầu hết các doanh nghiệp lớn và các startup công nghệ đang tập trung vào nghiên cứu về điện toán lượng tử, phát triển chip qubit theo một hướng duy nhất, như transmons hoặc khóa ion. Sau khi lựa chọn công nghệ, các kỹ sư và nhà phát triển sẽ bắt đầu tìm cách tận dụng chúng để tăng số lượng qubit mà chip xử lý có thể tính toán, và quan trọng nhất là giảm sai số do nhiệt độ gây ra khi các qubit tính toán ở trạng thái superposition, thay vì tính toán giá trị tuyệt đối 0 và 1 như điện toán cổ điển.
Câu chuyện con gà và quả trứng trong lĩnh vực điện toán lượng tử hiện nay là, các tổ chức nghiên cứu phát triển chip qubit cần phải có khách hàng, để từ đó những vấn đề thực tế có thể được giải quyết một cách hiệu quả hơn nhờ vào sức mạnh của qubit. Điều này cũng là lý do khiến nhiều người khẳng định rằng máy tính lượng tử sẽ là tương lai của loài người, mặc dù mục đích cụ thể của nó vẫn chưa được ai rõ ràng.
Ông Clarke cũng chia sẻ rằng có nhiều cách khác nhau để lưu trữ dữ liệu qubit trong một điểm lượng tử, như singlet-triplet, Loss-DiVincenzo hay Exchange-only. Điều này là một điểm khác biệt của Intel so với các tập đoàn lớn khác trong quá trình nghiên cứu máy tính lượng tử. Các tập đoàn khác thường tạo ra giải pháp và xây dựng cộng đồng phát triển phần mềm chạy trên máy tính lượng tử, trong khi Intel tận dụng cộng đồng phát triển để cải thiện phần cứng, tạo ra những con chip mạnh mẽ hơn trong tương lai.
Để thực hiện điều này, Intel sẽ tặng những chip Tunnel Falls đến một số trường đại học và trung tâm nghiên cứu quốc gia tại Hoa Kỳ như Đại học Maryland, Rochester, Wisconsin và phòng thí nghiệm quốc gia Sandia. Intel hy vọng những cơ sở nghiên cứu uy tín này sẽ giúp họ tìm ra các điểm lỗi hoặc giải pháp qubit mang lại hiệu suất cao nhất.
Về quá trình sản xuất, giám đốc Jim Clarke tự hào cho biết tỷ lệ chip qubit đạt chuẩn đã lên đến 95%. Đồng thời, các kỹ thuật và thiết bị mới cho phép làm mát toàn bộ tấm wafer silicon cỡ lớn, cũng như thử nghiệm hàng trăm chip xử lý chỉ trong một đêm. Những cải tiến này sẽ giúp Intel tìm ra cách sản xuất hiệu quả nhất, cũng như kết hợp các tính năng với hạt lượng tử qubit để tạo ra hiệu suất chip cao nhất.
Vậy chip lượng tử Tunnel Falls sẽ hoạt động như thế nào? Tất nhiên, trước hết cần lắp chip lên bo mạch, sau đó hạ nhiệt độ của chip xuống gần 0 độ Kelvin, tức -273.15 độ C để giảm thiểu sai số của qubit, thông qua hệ thống làm mát giãn nở. Hiện nay, các hệ thống làm lạnh như vậy đã đạt được nhiệt độ gần tuyệt đối, chỉ khoảng 2/1000 độ K.
Tunnel Falls hiện chỉ có hơn chục qubit, thua xa so với chip xử lý trên 400 qubit của IBM được giới thiệu vào cuối năm 2022. Tuy nhiên, ông Clarke hy vọng rằng những tiến bộ trong công nghệ bán dẫn sẽ giúp Intel phát triển các chip xử lý lượng tử mạnh mẽ với hàng nghìn qubit, bao gồm cả tính năng sửa lỗi sai số qubit vào năm 2027. Mục tiêu này tương tự như của IBM, đơn vị đang dẫn đầu trong lĩnh vực điện toán lượng tử.
Lợi thế của Intel so với IBM là họ áp dụng công nghệ transmons để tạo ra qubit lượng tử. Chấm lượng tử của Intel nhỏ hơn rất nhiều, đủ nhỏ để tạo ra một con chip duy nhất với hàng nghìn qubit trên bề mặt die silicon. Chip monolithic luôn có lợi thế không cần phải nghiên cứu cách kết nối nhiều die lại với nhau để đạt hiệu suất tối đa.
Tuy nhiên, ở mặt khác, công nghệ qubit khóa electron lại khó hoàn thiện hơn nhiều, vì vòng đời của các chip lượng tử như vậy ngắn hơn nhiều. Khi vòng đời kết thúc, dữ liệu sẽ mất đi. Intel hy vọng rằng những tiến bộ trong công nghệ bán dẫn sẽ giúp họ giải quyết vấn đề này.Năm 2024, Intel sẽ chính thức ra mắt phiên bản tiếp theo của chip Tunnel Falls, hứa hẹn mang lại hiệu suất vượt trội cho người dùng.Khám phá thêm về công nghệ máy tính lượng tử với những điều thú vị đang chờ đợi bạn.Đọc thêm trên trang ArsTechnica để cập nhật thông tin mới nhất.
