IBM vừa công bố hai bộ xử lý lượng tử thế hệ mới mang tên Nighthawk và Loon, được đánh giá là bước đệm quan trọng hướng tới mục tiêu phát triển máy tính lượng tử chịu lỗi (fault-tolerant quantum computer) vào năm 2029.
Hai bộ xử lý lượng tử mới của IBM
Bộ xử lý IBM Quantum Nighthawk – gồm 120 qubit, với cấu trúc lưới (lattice) và 218 bộ ghép (tunable couplers), giúp mỗi qubit kết nối với bốn qubit lân cận. So với người tiền nhiệm, Nighthawk có số lượng coupler tăng ~20%, cho phép xử lý các mạch lượng tử phức tạp hơn, lên tới 5.000 cổng 2-qubit (two-qubit gates). Được thiết kế nhằm thực hiện các phép tính lượng tử sâu và phức tạp hơn.
Bộ xử lý IBM Loon – gồm 112 qubit, được phát triển để thử nghiệm toàn bộ các yếu tố cần thiết cho máy tính lượng tử chịu lỗi: liên kết qubit theo nhiều hướng (six-way connections), thiết bị “reset” qubit, coupler tầm xa, và các công nghệ sửa lỗi lượng tử (quantum error correction, QEC). Đây là bước quan trọng đầu tiên mà IBM công nhận “đưa phần cứng lượng tử tiến gần hơn tới khả năng chịu lỗi.”
Mục tiêu dài hạn & lộ trình phát triển tới năm 2029
IBM kỳ vọng trong các phiên bản tiếp theo, Nighthawk có thể đạt 7.500-10.000 cổng 2-qubit vào năm 2026-2027, và đến năm 2028 sẽ mở rộng lên 1.000 qubit liên kết, xử lý khoảng 15.000 cổng 2-qubit. Song song đó, IBM đã công bố bộ theo dõi công khai – quantum advantage tracker – để đánh giá khi nào một máy lượng tử thực sự vượt trội hơn siêu máy tính cổ điển trong các tác vụ nhất định. Trong kế hoạch dài hạn, IBM đặt mục tiêu ra mắt máy tính lượng tử chịu lỗi lớn (tên mã IBM Quantum Starling) vào 2029; xa hơn nữa, một hệ thống khổng lồ 2.000 qubit (tên mã IBM Blue Jay) có thể xuất hiện vào khoảng 2033.
Ý nghĩa của hai bộ xử lý mới
Sự xuất hiện của Nighthawk và Loon cho thấy IBM đang tập trung giải quyết hai thách thức lớn nhất của máy tính lượng tử hiện nay: Tỷ lệ lỗi cao của qubit và Khả năng mở rộng phần cứng. Trong đó, Loon được xem là bước tiến quan trọng nhất vì hỗ trợ thử nghiệm các yếu tố nền tảng của máy lượng tử chịu lỗi – điều kiện bắt buộc để công nghệ này bước ra khỏi phòng thí nghiệm và phục vụ các ứng dụng thực tế.
Nếu lộ trình của IBM diễn ra đúng kế hoạch, ngành điện toán lượng tử có thể đạt “lợi thế lượng tử” trong vài năm tới, mở ra khả năng xử lý những bài toán phức tạp mà máy tính truyền thống không thể đảm nhiệm, đặc biệt trong:
-
Khoa học vật liệu
-
Mã hóa và an ninh mạng
-
Mô phỏng phân tử, y dược
-
Tối ưu hóa công nghiệp và logistics
Với Nighthawk và Loon, IBM đang từng bước xây dựng nền tảng phần cứng cho kỷ nguyên máy tính lượng tử chịu lỗi – mảnh ghép còn thiếu để đưa lượng tử học vào các ứng dụng quy mô lớn. Giới chuyên môn nhận định rằng cuộc đua lượng tử toàn cầu sẽ tăng tốc mạnh trong giai đoạn 2026-2030 khi các hãng đồng loạt tiếp cận mục tiêu tương tự.
Nguồn: Live Science