Buzz
Bước đột phá này mở ra kỷ nguyên mới khi máy tính lượng tử có thể trở thành thiết bị phổ thông, thay thế những hệ thống khổng lồ phải đặt trong môi trường đặc biệt như hiện nay.
Một startup đến từ Canada đã làm nên lịch sử khi phát triển công nghệ lượng tử đột phá, hứa hẹn cho ra đời thế hệ máy tính vượt trội cả về tốc độ lẫn khả năng tiết kiệm điện năng so với các siêu máy tính hiện đại nhất.
Nord Quantique - công ty công nghệ Canada - đã gây chấn động với phát minh qubit tự sửa lỗi, được đánh giá là "bước nhảy vọt trong vật lý ứng dụng" và tiền đề quan trọng để đưa máy tính lượng tử vào ứng dụng thực tế rộng rãi.
Máy tính lượng tử của Nord Quantique
Công nghệ mới giải quyết bài toán nan giải nhất trong lĩnh vực lượng tử: bảo toàn thông tin lượng tử. Các qubit cực kỳ dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, dao động và nhiễu điện từ, ngay cả trong điều kiện nhiệt độ cực thấp gần âm 273 độ C.
Khác với phương pháp sửa lỗi truyền thống yêu cầu kết hợp hàng trăm qubit vật lý để tạo ra một qubit logic - khiến hệ thống trở nên cồng kềnh và ngốn năng lượng, giải pháp mới mang tính đột phá hoàn toàn.
Nord Quantique đã cách mạng hóa công nghệ khi phát triển hệ thống chỉ cần một thành phần vật lý đơn lẻ để hoạt động như một qubit logic, đạt tỷ lệ 1:1 giữa qubit vật lý và logic - giúp đơn giản hóa đáng kể cấu trúc máy tính lượng tử.
Qubit do Nord Quantique thiết kế có khả năng tự sửa lỗi
Trái tim của công nghệ này là buồng cộng hưởng siêu dẫn bằng nhôm hoạt động ở nhiệt độ cực thấp. Bên trong, các photon lưu giữ thông tin lượng tử thông qua các mẫu điện từ đặc biệt, hay còn gọi là 'mode' - mỗi mode tương ứng với một cách cộng hưởng khác nhau của trường điện từ, cho phép mã hóa song song trạng thái lượng tử.
Nhờ phân bổ thông tin qua nhiều mode trong cùng một cấu trúc vật lý, qubit có thể tự động phát hiện và khắc phục nhiễu loạn. Nếu một mode bị ảnh hưởng, các mode khác vẫn đủ để khôi phục trạng thái chính xác. Kỹ thuật mã hóa đa mode này mang lại khả năng chống lỗi nội tại mà không cần hệ thống sửa lỗi bổ sung.
Qubit của Nord Quantique ở một góc nhìn khác
Để nâng cao độ tin cậy, nhóm nghiên cứu áp dụng mã Tesseract đặc biệt, giúp bảo vệ chống lại các lỗi lượng tử điển hình như đảo bit, lệch pha, lỗi điều khiển và hiện tượng rò rỉ trạng thái lượng tử.
Kết quả thử nghiệm vượt xa mong đợi: hệ thống 1.000 qubit logic theo thiết kế này chỉ cần diện tích 20m² và tiêu thụ năng lượng cực thấp so với các siêu máy tính lượng tử hiện có.
Thiết kế qubit của Nord Quantique đạt được độ phức tạp cao trong kích thước siêu nhỏ gọn
Để chứng minh ưu thế vượt trội, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm giải mã RSA 830-bit - chuẩn mã hóa phổ biến hàng đầu. Kết quả cho thấy hệ thống mới chỉ mất 1 giờ với 120 kWh, trong khi siêu máy tính thông thường cần tới 9 ngày và 280,000 kWh cho cùng tác vụ.
Qua các bài kiểm tra độ ổn định, hệ thống đã trải qua hàng loạt chu kỳ sửa lỗi liên tục. Dù có 12.6% lượt chạy bị loại bỏ, nhưng ở các lượt thành công, qubit duy trì trạng thái ổn định qua 32 lần sửa lỗi mà không hề suy giảm hiệu năng.
Julien Camirand Lemyre, CEO Nord Quantique chia sẻ: "Vấn đề số lượng qubit vật lý dành cho sửa lỗi luôn là rào cản lớn. Giải pháp mã hóa đa chế độ giúp chúng tôi xây dựng hệ thống lượng tử với khả năng tự sửa lỗi vượt trội mà không cần tăng số qubit vật lý."
Công ty đã vạch ra lộ trình phát triển đầy tham vọng: ra mắt máy tính 100 qubit logic vào 2029 và hệ thống 1.000 qubit vào 2031. Những cỗ máy này không chỉ nhỏ gọn hơn mà còn tiết kiệm năng lượng đáng kể, rất phù hợp với các trung tâm dữ liệu lớn nơi chi phí điện năng là vấn đề then chốt.
(Theo livescience)
