Trong thế giới công nghệ, có những bước tiến không chỉ nhanh hơn – mà còn thay đổi hoàn toàn cách con người hiểu về giới hạn của máy móc. Google vừa tạo nên một khoảnh khắc như thế.
Gã khổng lồ công nghệ tuyên bố rằng thuật toán lượng tử mới của họ có thể chạy nhanh gấp 13.000 lần so với phần mềm tốt nhất được viết cho siêu máy tính cổ điển. Con số nghe như khoa học viễn tưởng, nhưng đang được các nhà khoa học xác nhận là có thật.
Bước tiến này đến từ nhóm Google Quantum AI, với con chip lượng tử mới mang tên Willow. Trong thí nghiệm được công bố tuần này, Google đã triển khai một thuật toán có tên Quantum Echoes – thiết kế nhằm đo lường và mô phỏng những tương tác lượng tử phức tạp giữa các hạt. Nói đơn giản, đó là cách để “nghe tiếng vang” của những trạng thái vật chất ở quy mô nhỏ nhất, thứ mà máy tính truyền thống hầu như bất lực.
Điều khiến công trình này trở nên đặc biệt không chỉ là tốc độ. Lần đầu tiên, một thuật toán lượng tử vượt trội lại có thể xác minh được. Trước đây, nhiều tuyên bố về “ưu thế lượng tử” (quantum supremacy) từng khiến giới khoa học tranh cãi vì không thể kiểm chứng. Nhưng với Quantum Echoes, các kết quả có thể được lặp lại, đối chiếu, và chứng minh bằng dữ liệu thực nghiệm. Theo Google, khi chạy cùng một mô phỏng, siêu máy tính cổ điển sẽ mất nhiều năm, trong khi Willow chỉ mất vài giờ để hoàn thành.
Tờ Financial Times nhận định đây là một bước ngoặt “đưa máy tính lượng tử từ thế giới lý thuyết sang thế giới có thể đo lường được”. Còn The Guardian gọi đây là “bằng chứng đầu tiên cho thấy máy tính lượng tử đã thực sự vượt qua ranh giới khả năng của máy tính cổ điển trong một thí nghiệm khoa học thực tế”. Không chỉ là thành tích nội bộ của Google, đây còn là tín hiệu cho cả ngành công nghệ lượng tử đang cạnh tranh khốc liệt với các đối thủ như IBM, Rigetti hay startup PsiQuantum.
Nhưng điều Google nhấn mạnh không phải là tốc độ tính toán – mà là ý nghĩa. Với năng lực mô phỏng các phản ứng lượng tử phức tạp, công nghệ này có thể mở đường cho y học và khoa học vật liệu. Trong lĩnh vực dược phẩm, việc tìm ra cách các phân tử tương tác ở cấp độ hạ nguyên tử vốn là một trong những bài toán tốn thời gian nhất – có thể mất hàng năm với siêu máy tính hiện nay. Một thuật toán lượng tử có thể rút ngắn quá trình này xuống chỉ còn vài giờ hoặc vài ngày, giúp các nhà khoa học nhanh chóng tìm ra hợp chất tiềm năng cho thuốc điều trị ung thư, tiểu đường hay bệnh thoái hóa thần kinh.
“Đây là một tiến bộ công nghệ có ý nghĩa”, Prineha Narang, giáo sư khoa học vật lý và kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học California, Los Angeles, cho biết. “Chúng tôi đã nghe rất nhiều về những tiến bộ phần cứng trong lĩnh vực này, và có lúc tôi lo lắng rằng các thuật toán sẽ không theo kịp. Nhưng chúng đã chứng minh rằng điều đó không đúng”.
Trong khoa học vật liệu, máy tính lượng tử hứa hẹn tạo ra thế hệ vật liệu hoàn toàn mới – siêu dẫn ở nhiệt độ cao, pin có mật độ năng lượng gấp nhiều lần, hay những hợp chất có khả năng cách nhiệt, hấp thụ năng lượng mặt trời hiệu quả hơn. Việc mô phỏng những tính chất ấy từng là điều bất khả thi với công nghệ cổ điển, bởi các biến số tăng lên theo cấp số nhân khi mô phỏng ở cấp độ qubit.
Giới khoa học xem thành tựu này như một cột mốc quan trọng – một “Echo” đúng nghĩa trong lịch sử công nghệ: tiếng vọng đầu tiên của một kỷ nguyên mới. Google đã từng tuyên bố đạt “quantum supremacy” năm 2019, nhưng khi đó thành tựu còn gây nhiều hoài nghi. Sáu năm sau, họ trở lại với bằng chứng có thể kiểm chứng, với một hệ thống lượng tử thực sự làm được điều mà siêu máy tính tốt nhất trên Trái đất không thể làm nổi.
Nhìn lại, con chip Willow không chỉ là một thiết bị đơn thuần. Nó là biểu tượng cho nỗ lực của con người muốn vượt qua giới hạn của chính mình – tìm cách mô phỏng thế giới lượng tử để hiểu rõ hơn về tự nhiên, về cơ thể, và về những gì đang vận hành trong từng nguyên tử cấu thành sự sống. Nếu bước tiến này thực sự mở ra khả năng tăng tốc khám phá thuốc hay thiết kế vật liệu mới, một ngày không xa, chính máy tính lượng tử sẽ góp phần chữa lành cho con người – theo đúng nghĩa đen của nó.
Theo: The NY Times
