Phần Lan đã một cách khéo léo trở thành quốc gia hàng đầu về máy tính lượng tử, hướng tới việc tích hợp trí tuệ nhân tạo để tạo ra một cỗ máy “phi thường”

Trong thế giới đầy cạnh tranh của trí tuệ nhân tạo, máy tính lượng tử vẫn tiếp tục phát triển và dần dần đạt được mục tiêu.

Năm 1965, nhà tiên phong trong lĩnh vực đông lạnh học Olli V. Lounasmaa đã thành lập Phòng thí nghiệm Nhiệt độ Thấp (LTL) tại trường Đại học Aalto để tìm hiểu về vật lý ở nhiệt độ cực thấp. Mặc dù ban đầu có những đối lập về ý tưởng này, dự án LTL đã tiến triển vượt bậc và thu hút sự chú ý của các nhà khoa học từ mọi nơi trên thế giới, từ đó tạo điều kiện cho sự nổi lên của hệ sinh thái startup máy tính lượng tử hàng đầu tại Phần Lan.

Máy tính lượng tử đã từ lâu trở thành một ước mơ. Lời của tác giả khoa học viễn tưởng Arthur C. Clarke từ những năm 70, rằng 'bất kỳ công nghệ tiên tiến nào cũng đều không thể phân biệt được với ma thuật', có vẻ như đã tiên đoán được những phát triển như rối lượng tử.

Tuy nhiên, từng chi tiết của bức tranh lớn đang dần được hoàn thiện, với một tốc độ tiến bộ chưa từng thấy.

Những rắc rối hiện tại

Trước khi khám phá thế giới lượng tử, hãy tìm hiểu một chút về máy tính lượng tử và cách nó sử dụng bit lượng tử như là đơn vị cơ bản của dữ liệu. Dù khái niệm hiện tại của chúng ta về lượng tử còn khiêm tốn, nhưng tiềm năng của nó có lẽ không thua kém gì ... phép màu.

Trong một tương lai rực rỡ, nơi mơ ước lượng tử trở thành hiện thực, máy tính lượng tử có thể giải quyết các vấn đề phức tạp, bao gồm cả biến đổi khí hậu, phát minh vật liệu siêu mới và áp dụng chúng, phát triển loại thuốc mới, xây dựng hình thức mã hóa siêu an toàn và nhiều hơn thế.

'

'Có lẽ đó sẽ là những câu hỏi triết học liên quan đến bản chất của thế giới, phát sinh khi chúng ta có lần đầu tiên quyền truy cập vào thế giới lượng tử', Juha Vartiainen đồng suy tư. Tổng cộng, đó là những câu hỏi vô cùng quan trọng về Cuộc sống, Vũ trụ và Mọi thứ.

Nhưng đó vẫn chỉ là thế giới mơ mộng. Công nghệ lượng tử, đặc biệt là máy tính lượng tử, vẫn đang trong giai đoạn phát triển. Các startup đang cố gắng vượt qua thời kỳ được gọi là “kỷ nguyên NISQ”, nơi mà tính chất lượng tử trung gian vẫn còn nhiễu, khiến cho các phép toán vẫn chịu tỷ lệ lỗi cao, và số lượng qubit của máy tính còn hạn chế.

Đây vẫn là thời kỳ khai phá, chưa phải là thời điểm mà ứng dụng thương mại thực sự xuất hiện. Điều này cũng có nghĩa là các startup máy tính lượng tử đang phải đối mặt với khó khăn tài chính để duy trì tốc độ phát triển.

Vấn đề chính trị liên quan đến lĩnh vực lượng tử

Vì khó khăn trong việc thu hút vốn đầu tư, ưu thế trong ngành máy tính lượng tử chủ yếu nằm trong tay các quốc gia có chính phủ quyết tâm đầu tư cho lợi ích kinh tế và chính trị trong tương lai. Trong năm 2022, Trung Quốc đã đầu tư 15,3 tỷ USD vào công nghệ này, tiếp sau là chỉ 1,8 tỷ USD từ chính phủ Mỹ và 1,2 tỷ USD từ Liên minh Châu Âu.

Thị trường máy tính lượng tử, trị giá 9,3 tỷ USD vào năm 2022, dự kiến sẽ tăng lên 203 tỷ USD vào năm 2032. Các công ty tiêu biểu trong dự án lượng tử bao gồm IBM, Google, Amazon và Microsoft. Tuy vậy, một quốc gia nhỏ ở Bắc Âu đã phát triển một hệ sinh thái công nghệ lượng tử hàng đầu thế giới — với một công ty mà nếu vắng mặt, máy tính lượng tử sẽ không thể tồn tại.

'Theo quan điểm của chúng tôi, đây chính là khởi đầu của câu chuyện', Jonas Geust, CEO của Bluefors, công ty dẫn đầu thị trường sản xuất thiết bị làm lạnh cho máy tính lượng tử, chia sẻ. Đây là những thiết bị quan trọng giúp qubit lạnh và ổn định, là yếu tố quan trọng để qubit siêu dẫn ngày nay hoạt động.

Mặc dù vậy, với quy mô hệ thống máy tính lượng tử ngày càng lớn, những thiết bị như vậy có thể trở nên lỗi thời. Thiết bị lạnh lớn nhất của Bluefors là KIDE, được xây dựng để hỗ trợ hệ thống 1.000 qubit (như chip Quantum Condor của IBM). KIDE có cấu trúc khác biệt khi nó được đặt trên sàn, thay vì treo từ trần nhà.

KIDE có dạng hình lục giác, hỗ trợ việc kết nối nhiều máy tính lượng tử bằng cách đặt nhiều KIDE cạnh nhau. 'Chúng tôi đang nghiên cứu cách mở rộng dựa trên các nhu cầu công nghiệp đa dạng', Geust nói thêm.

Bluefors được thành lập vào năm 2008 bởi Rob Blauwgeers và Pieter Vorselman. Hiện tại, công ty này có 600 nhân viên, doanh thu hơn 160 triệu Euro, và xem Hoa Kỳ như 'ngôi nhà thứ hai'. Công ty cũng đang tìm hiểu các ứng dụng khác cho công nghệ làm lạnh cực thấp của mình, như làm mát cho cảm biến nhạy cảm sử dụng trong thiên văn học, lưu trữ hydro, và nghiên cứu vật liệu cơ bản.

Sức mạnh của hệ sinh thái Phần Lan và khả năng tìm kiếm tài năng của doanh nghiệp địa phương

Với những tiêu chuẩn học vấn cao, Phần Lan làm thế nào để dẫn đầu trong lĩnh vực lượng tử? 'Thực ra, điều này chỉ nằm trong một khu vực nhỏ — trong bán kính hai, ba kilomet có nhiều đơn vị tham gia lĩnh vực lượng tử”, Vartiainen nói. Sự hỗ trợ của chính phủ Phần Lan về cơ sở vật chất và hạ tầng giúp các startup tiến xa hơn trong cuộc đua.

Bluefors cũng hợp tác tích cực với các trường đại học và tuyển dụng nhiều sinh viên thực tập vào mùa hè. Việc hợp tác này giúp giải quyết vấn đề nhân sự, đặc biệt khi cần kỹ năng chuyên môn cao như kỹ thuật vi mô.

Khi được hỏi về khó khăn trong việc tìm kiếm nhân tài cho công việc đòi hỏi kỹ năng cao như vậy, Geust cho biết: 'Đây là một thách thức mà bất kỳ ai làm việc với công nghệ mới cũng phải đối mặt'.

Con đường đạt đến ưu thế lượng tử - thời điểm máy tính lượng tử vượt mặt máy tính truyền thống trong khả năng tính toán - vẫn còn xa. Không có hành trình nào thiếu bước khởi đầu, và dù nhanh hay chậm, chỉ cần tiếp tục bước đi thì ta sẽ đến được đích.

Theo The Next Web