Buzz
Trong suốt 25 năm, Microsoft không ngừng nỗ lực phát triển một dòng máy tính đặc biệt, đầy tham vọng.
Năm 2000, một lãnh đạo cấp cao của Microsoft đã gửi lời mời đầy hấp dẫn đến Chetan Nayak, nhà leo núi kiêm giáo sư vật lý: Hãy đến Redmond, Washington, Mỹ để cùng chinh phục đỉnh Mount Rainier và tham gia vào dự án xây dựng máy tính lượng tử.
Chỉ sau hai năm, Nayak đã thành công chinh phục đỉnh núi cao nhất Washington. Tuy nhiên, hành trình tạo ra một chiếc máy tính lượng tử thực sự vẫn còn nhiều chông gai.
Các tập đoàn công nghệ hàng đầu đang cạnh tranh khốc liệt để phát triển máy tính lượng tử, với kỳ vọng tạo ra đột phá trong lĩnh vực mã hóa và y học. Khác với máy tính truyền thống sử dụng bit chỉ có hai trạng thái 0 hoặc 1, máy tính lượng tử dùng qubit — có thể tồn tại đồng thời cả hai trạng thái, giúp xử lý thông tin nhanh hơn gấp nhiều lần.
Hiện tại, Nayak đang dẫn dắt một đội ngũ hàng trăm nhà khoa học, kỹ sư và toán học tại Microsoft, những người đã dành gần 20 năm để nghiên cứu và phát triển máy tính lượng tử. Nhóm của ông, mang tên Station Q, đang theo đuổi một phương pháp đầy thách thức và ít phổ biến hơn so với các đối thủ như Google thuộc Alphabet.
Nếu thành công, Microsoft sẽ vươn lên dẫn đầu trong lĩnh vực này và xóa tan mọi nghi ngờ từ giới công nghệ và khoa học.
Tháng trước, Microsoft công bố đã chế tạo thành công một con chip có khả năng tạo ra hạt Majorana, một hạt từ lâu được coi là bí ẩn và khó nắm bắt. Đây được xem là yếu tố then chốt để xây dựng nền tảng cho một máy tính lượng tử thực sự hiệu quả. Microsoft khẳng định đây là bước tiến quan trọng, có thể rút ngắn thời gian phát triển máy tính lượng tử từ hàng chục năm xuống chỉ còn vài năm.
Nếu thành công, Microsoft sẽ có cơ hội "vươn lên đỉnh cao" trong cuộc đua lượng tử - một chiến thắng còn vĩ đại hơn cả việc chinh phục đỉnh Mount Rainier.
Mặc dù một số nhà vật lý vẫn hoài nghi về tính chính xác trong tuyên bố của Microsoft, CEO Satya Nadella tỏ ra vô cùng phấn khích khi công ty cuối cùng cũng có thành tựu để "khoe" với thế giới. Theo nguồn tin nội bộ, Microsoft đang đầu tư khoảng 300 triệu USD mỗi năm vào nghiên cứu lượng tử - một con số tuy nhỏ so với đầu tư vào trí tuệ nhân tạo (AI), nhưng đã tích lũy qua hơn hai thập kỷ mà chưa mang lại nhiều kết quả đáng kể - cho đến thời điểm hiện tại.
Tiến bộ này đánh dấu sự thay đổi lớn so với 7 năm trước, khi Nadella từng coi nỗ lực phát triển máy tính lượng tử của công ty là một dự án nghiên cứu không có tiềm năng thương mại, theo tiết lộ từ một người đã đọc email nội bộ của ông vào thời điểm đó.
Chetan Nayak, 53 tuổi, mô tả hành trình nghiên cứu lượng tử là một chuỗi những bước tiến nhỏ, thỉnh thoảng được điểm xuyết bởi những khoảnh khắc "eureka" hiếm hoi, như tuyên bố về hạt Majorana gần đây. Tuy nhiên, ngay sau đó, nhóm của ông lại phải quay trở lại với nhịp độ nghiên cứu căng thẳng thường ngày.
"Thật sự rất, rất khó để giải thích điều này theo cách nào khác ngoài việc chúng tôi đang đi đúng hướng", Nayak chia sẻ.
Hiện tại, Nayak duy trì liên lạc hàng ngày với các đồng nghiệp tại phòng thí nghiệm ở Santa Barbara, California, cũng như ở Redmond và châu Âu. Tất cả đều ý thức rõ rằng họ đang tham gia vào một cuộc đua khốc liệt.
Đáng chú ý, Google đã công bố một bước tiến trong công nghệ lượng tử với phương pháp khác biệt so với Microsoft vào tháng 12 năm ngoái. Công ty D-Wave Quantum cũng đã tuyên bố về bước đột phá của họ trong tháng này.
Bất chấp áp lực từ các đối thủ, Microsoft vẫn kiên định với hướng đi đầy rủi ro của mình. Nếu phương pháp tạo hạt Majorana thành công, họ có thể tạo ra lợi thế vượt trội, thay đổi hoàn toàn cục diện trong cuộc đua lượng tử.
Niềm đam mê của Chetan Nayak với vật lý lượng tử bắt đầu từ sớm, khi anh còn là học sinh năm ba tại Trường Trung học Khoa học Stuyvesant ở Manhattan. Một giáo viên đã tặng anh cuốn sách về các bài giảng của nhà vật lý huyền thoại Richard Feynman - và từ đó, con đường nghiên cứu vật lý lượng tử của Nayak bắt đầu.
Vật lý lượng tử có lịch sử từ đầu thế kỷ 20, khi nó thách thức những khái niệm truyền thống về thực tại. Theo lý thuyết này, các hạt có thể tồn tại ở nhiều vị trí cùng lúc và có thể tác động đến nhau ngay lập tức dù cách nhau những khoảng cách khổng lồ - một khái niệm làm lung lay nền tảng của vật lý cổ điển.
Trong nhiều năm qua, một số lãnh đạo tại Microsoft và các công ty công nghệ khác đã liên tục dự đoán rằng máy tính lượng tử thực sự - vận hành bằng qubit - sẽ xuất hiện trên thị trường trong vài năm. Tuy nhiên, những dự báo này đã lặp lại suốt hơn một thập kỷ mà chưa có kết quả cụ thể.
Việc Microsoft tuyên bố thành công trong việc tạo ra hạt Majorana - nền tảng cho máy tính lượng tử - có thể là bước ngoặt, biến những lời hứa hẹn thành hiện thực và đưa công nghệ này ra khỏi phòng thí nghiệm để tiến đến ứng dụng thương mại.
Đối với Nayak, chặng đường phía trước vẫn còn nhiều thách thức. Nhưng với nền tảng lý thuyết vững chắc và sự kiên trì của nhóm nghiên cứu tại Station Q, Microsoft có thể trở thành người chiến thắng trong cuộc đua đưa máy tính lượng tử ra thị trường.
Vấn đề lớn nhất của máy tính lượng tử từ trước đến nay là độ tin cậy. Trong khi các chip máy tính thông thường, từ PC đến smartphone, có tỷ lệ lỗi rất nhỏ và dễ kiểm soát, thì qubit lại cực kỳ nhạy cảm. Chỉ một nhiễu động nhỏ cũng có thể gây ra hàng loạt sai sót liên tiếp, dẫn đến sự sụp đổ của toàn bộ hệ thống tính toán lượng tử.
Dưới sự lãnh đạo của Chetan Nayak, Microsoft đang giải quyết vấn đề này bằng cách áp dụng công nghệ siêu dẫn tô pô (topological superconductor). Trong công nghệ này, một electron đơn lẻ được trải ra trên một sợi dây siêu nhỏ và được làm lạnh gần đến độ không tuyệt đối (−273,15°C).
Việc "làm mờ" electron này sẽ tạo ra hạt Majorana - một loại hạt có tính chất đặc biệt, giúp tạo ra qubit ổn định hơn. Điều này được kỳ vọng sẽ giúp qubit chống lại các nhiễu động từ môi trường, từ đó nâng cao độ chính xác và khả năng mở rộng của máy tính lượng tử.
Tháng trước, Microsoft đã công bố trên tạp chí khoa học Nature rằng họ đã xác định thành công hạt Majorana và đo được thông tin bên trong nó. Đây là bước đột phá quan trọng, vì việc tạo ra và kiểm soát hạt Majorana từ lâu đã được coi là một trong những thách thức lớn nhất trong lĩnh vực máy tính lượng tử.
Nếu Microsoft có thể duy trì sự ổn định của qubit thông qua công nghệ này, họ có thể vượt qua các đối thủ như Google và D-Wave, từ đó tạo ra một máy tính lượng tử thương mại với độ chính xác và hiệu suất vượt trội so với các giải pháp hiện có.
Không phải ai cũng tin tưởng vào tuyên bố của Microsoft về bước đột phá trong máy tính lượng tử. Một số nhà vật lý lượng tử cho rằng việc các nhà nghiên cứu của Microsoft tuyên bố đã quan sát được hạt Majorana chỉ là một ảo ảnh.
"Chetan Nayak đang điều hành một dự án lừa đảo bên trong Microsoft", Sergey Frolov, một nhà nghiên cứu lượng tử tại Đại học Pittsburgh, lên tiếng chỉ trích. Ông cho rằng có nhiều điểm bất thường trong dữ liệu được công bố, và nếu những sai lệch này được làm rõ, nó có thể thay đổi hoàn toàn tính xác thực của tuyên bố từ Microsoft.
Bất chấp những nghi ngờ, Jason Zander, giám đốc điều hành tại Microsoft, người phụ trách nhóm Station Q, khẳng định rằng ông hoàn toàn tin tưởng vào tính chính xác trong nghiên cứu của Nayak. Zander cho biết Microsoft sẽ sớm công bố các bài báo tiếp theo để làm rõ hơn về kết quả, và những công trình này đang được một nhóm nghiên cứu độc lập xem xét.
Người phát ngôn của Microsoft nhấn mạnh rằng công ty cam kết tuân thủ các tiêu chuẩn đạo đức khoa học nghiêm ngặt nhất: "Chúng tôi luôn duy trì các tiêu chuẩn đạo đức cao nhất trong mọi nghiên cứu và công bố khoa học".
Dù vấp phải sự hoài nghi từ một số chuyên gia, Microsoft vẫn kiên định với hướng đi đầy tham vọng của mình. Nếu những tuyên bố về hạt Majorana được xác thực, Microsoft có thể sẽ chiếm lợi thế trong cuộc đua phát triển máy tính lượng tử - nhưng nếu thất bại, điều này có thể trở thành một đòn giáng mạnh vào uy tín của công ty trong giới công nghệ và khoa học.
Nỗ lực của Microsoft trong việc phát triển máy tính lượng tử từng gặp phải thất bại đáng kể. Vào năm 2021, hai bài báo được công bố trên tạp chí Nature - dựa trên nghiên cứu một phần được Microsoft tài trợ về việc tạo ra hạt Majorana đã bị rút lại sau khi xuất hiện nhiều nghi vấn về tính xác thực của nghiên cứu.
Các giám đốc của Microsoft đã lên tiếng bảo vệ công ty, khẳng định rằng nghiên cứu này không được thực hiện bởi Station Q mà là từ một phòng thí nghiệm tại Hà Lan có mối liên hệ với Microsoft. Tuy nhiên, vụ việc này đã khiến uy tín của Microsoft trong lĩnh vực máy tính lượng tử bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Giờ đây, khi Microsoft tuyên bố đã thực sự tạo ra được hạt Majorana, Chetan Nayak đang tập trung vào việc cải thiện độ ổn định của các qubit và mở rộng quy mô chip lượng tử. Nayak hiểu rõ rằng thành công trong phòng thí nghiệm mới chỉ là bước đầu tiên - việc biến nó thành một cỗ máy lượng tử thực tiễn và có thể thương mại hóa sẽ là thử thách lớn hơn nhiều.
Dù dành gần như toàn bộ sự nghiệp của mình cho tham vọng lượng tử, Nayak thừa nhận rằng anh không muốn vẫn đang mày mò với chip qubit khi bước vào tuổi 70. Anh cũng muốn sớm dập tắt những lời trêu chọc từ các con của mình - đứa lớn nhất được sinh ra vào thời điểm anh gia nhập Microsoft.
"Mỗi lần tôi nhắc nhở bọn trẻ dọn phòng, chúng thường đáp lại: ‘Bố cũng chưa tạo ra được máy tính lượng tử mà’", Nayak cười kể.
Đối với Nayak, hành trình tạo ra máy tính lượng tử giống như một cuộc leo núi kéo dài hàng thập kỷ. Nhưng nếu Microsoft thực sự chinh phục được đỉnh cao này, họ không chỉ thay đổi ngành công nghệ mà còn định hình lại tương lai của tính toán và trí tuệ nhân tạo.
Theo: WSJ
