Quantum Computing: QuEra Tham Vọng Tạo Máy Tính Lượng Tử 20.000 Qubit

Trong vài năm trở lại đây, Quantum Computing không còn chỉ là sân chơi của các phòng thí nghiệm hay trường đại học. Hàng loạt tập đoàn công nghệ lớn như IBM, Google, Microsoft hay Amazon đều đang đầu tư hàng tỷ USD để đưa máy tính lượng tử tiến gần hơn tới khả năng ứng dụng thực tế. Tuy nhiên, cái tên đang khiến giới công nghệ bất ngờ nhất lại là QuEra – một startup chuyên phát triển hệ thống quantum computer dựa trên công nghệ nguyên tử trung hòa (Neutral Atom).

Mới đây, QuEra đã công bố lộ trình phát triển đầy tham vọng khi tuyên bố sẽ tạo ra hệ thống Quantum Computing với hơn 10.000 qubit vật lý vào năm 2028 và tiếp tục nâng cấp lên hơn 20.000 qubit vào năm 2029. Nếu hoàn thành đúng kế hoạch, đây sẽ là một trong những nền tảng điện toán lượng tử mạnh nhất thế giới.

QuEra đặt cược lớn vào tương lai của Quantum Computing

Khác với nhiều hãng vẫn đang phát triển các hệ thống NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) để nghiên cứu và thử nghiệm, QuEra quyết định bỏ qua hoàn toàn giai đoạn này.

Theo Yuval Borger – đại diện của QuEra, công ty sẽ không tiếp tục thương mại hóa các hệ thống lượng tử quy mô nhỏ như trước. Thay vào đó, toàn bộ nguồn lực sẽ tập trung cho thế hệ Quantum Computing mới có khả năng phục vụ các bài toán thực tế.

Hiện tại, hệ thống của QuEra chỉ sở hữu khoảng 260 qubit vật lý với tỷ lệ lỗi còn khá cao. Đây là mức cấu hình đủ để thử nghiệm các thuật toán sửa lỗi nhưng vẫn chưa đáp ứng yêu cầu vận hành các logical qubit trong môi trường sản xuất.

10.000 qubit vào năm 2028: Bước ngoặt của máy tính lượng tử

Theo lộ trình vừa được công bố, QuEra sẽ hợp tác cùng Amazon để triển khai hệ thống Quantum Computing mới ngay trong năm 2028.

Điểm đáng chú ý là nền tảng này sẽ sở hữu hơn 10.000 qubit vật lý, tạo thành khoảng 256 logical qubit sau khi áp dụng cơ chế sửa lỗi.

Nhờ công nghệ hiệu chỉnh lỗi, tỷ lệ chính xác được QuEra kỳ vọng đạt tới 99,9999%, cho phép hệ thống thực hiện hàng triệu phép tính liên tục mà vẫn đảm bảo độ ổn định. Đây là cột mốc được nhiều chuyên gia đánh giá là đủ để máy tính lượng tử bắt đầu giải quyết những bài toán mà máy tính truyền thống gặp nhiều hạn chế.

Mục tiêu năm 2029: Hơn 1.000 logical qubit

Điều khiến cộng đồng công nghệ bất ngờ hơn cả là QuEra không dừng lại ở hệ thống dành cho Amazon.

Startup này cho biết ngay trong năm 2029, họ sẽ tiếp tục ra mắt thế hệ Quantum Computing kế tiếp với hơn 20.000 qubit vật lý.

Khi đó, số lượng logical qubit sẽ vượt mốc 1.000, đồng thời tỷ lệ chính xác cũng được nâng lên tới 99,9999999%. Nếu đạt được thông số này, đây sẽ là một bước tiến rất lớn trong việc đưa điện toán lượng tử vào các lĩnh vực như AI, mô phỏng vật liệu, nghiên cứu dược phẩm, tài chính hay tối ưu hóa công nghiệp.

Neutral Atom là lợi thế giúp QuEra tăng tốc

Không giống IBM hay Google đang theo đuổi công nghệ qubit siêu dẫn, QuEra sử dụng kiến trúc Neutral Atom, tức các nguyên tử trung hòa được giữ cố định bằng hệ thống laser.

Ưu điểm lớn nhất của công nghệ này là khả năng mở rộng số lượng qubit khá thuận lợi. Khi cần nâng cấp hệ thống, QuEra chủ yếu phải mở rộng công suất laser thay vì thiết kế lại toàn bộ kiến trúc phần cứng.

Thực tế, các phòng thí nghiệm đã sáng lập QuEra trước đây từng trình diễn thành công hệ thống khoảng 3.000 qubit, đồng thời phát triển kỹ thuật thay thế các nguyên tử bị mất trong quá trình vận hành. Đây được xem là nền tảng quan trọng để startup này hướng tới mục tiêu 10.000 rồi 20.000 qubit trong vài năm tới.

Quantum Computing đang bước vào giai đoạn cạnh tranh khốc liệt

Trong bối cảnh Amazon, Google, IBM, Microsoft cùng nhiều startup liên tục tăng tốc đầu tư, cuộc đua Quantum Computing đang trở nên sôi động hơn bao giờ hết.

Nếu QuEra thực hiện đúng lộ trình đã công bố, startup này hoàn toàn có cơ hội trở thành một trong những đơn vị dẫn đầu về máy tính lượng tử thương mại. Tuy nhiên, từ việc công bố kế hoạch đến triển khai thành công trên quy mô lớn vẫn là một chặng đường rất dài.

Dù vậy, có thể thấy Quantum Computing đang dần chuyển mình từ các dự án nghiên cứu sang nền tảng tính toán thực tế, mở ra nhiều cơ hội kết hợp với AI, HPC và điện toán hiệu năng cao trong những năm tới. Đây cũng được dự đoán sẽ là một trong những lĩnh vực công nghệ tạo ra tác động lớn nhất của thập kỷ này.