ANH – Một bước nhảy vọt về công nghệ tương đương với sự chuyển đổi từ công nghệ đèn điện tử chân không sang vi mạch tích hợp, đã đạt được với sự ra đời của hệ thống máy tính lượng tử hoàn chỉnh đầu tiên, được chế tạo bằng quy trình sản xuất chip CMOS (*) silicon tiêu chuẩn. (*) CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor): là thuật ngữ chỉ một loại công nghệ dùng để chế tạo vi mạch tích hợp.
Quantum Motion (QM), công ty sản xuất máy tính, ngày 15/9/2025 đã công bố rằng phần cứng sử dụng công nghệ wafer CMOS silicon 300mm có thể sản xuất hàng loạt đã được triển khai tại Trung tâm máy tính lượng tử quốc gia UKRI (UKRI national quantum computing centre) ở thủ đô London (Anh).
Hệ thống máy tính lượng tử hoàn chỉnh bao gồm bộ xử lý lượng tử (QPU – quantum processing unit), thiết bị điện tử điều khiển để quản lý hoạt động qubit, ngăn xếp phần mềm và giao diện người dùng.
Hệ thống này có kích thước phù hợp với trung tâm dữ liệu chỉ với ba máy chủ 19 inch.
Ông James Palles-Dimmock, Giám đốc điều hành công ty QM, đã nói rằng: “Đây là thời khắc bùng nổ của điện toán lượng tử. Thông báo rằng các khách hàng có thể chế tạo một máy tính lượng tử mạnh mẽ, hoạt động hiệu quả bằng công nghệ có khả năng mở rộng, với khả năng sản xuất hàng loạt.”
Công ty QM cho biết bộ xử lý lượng tử (QPU) của họ dựa trên kiến trúc ô vuông có khả năng mở rộng, tích hợp tất cả các yếu tố tính toán, đọc và điều khiển cần thiết vào một bảng mạch được in nhiều lần lên chip, cho phép mở rộng trong tương lai lên hàng triệu qubit trên mỗi bộ xử lý QPU. Một qubit tương đương với một “bit” trong thế giới kỹ thuật số.
Ông Hugo Saleh, Chủ tịch kiêm Giám đốc thương mại công ty QM, đã nói rằng: “Với việc triển khai hệ thống này, công ty Quantum Motion đang đi đúng hướng để đưa máy tính lượng tử hữu ích về mặt thương mại ra thị trường trong thập kỷ này. Đây là cách tiếp cận ưu tiên khách hàng và các doanh nghiệp phát triển – sử dụng công nghệ CMOS tiêu chuẩn, nền tảng cho mọi công nghệ hiện đại, từ điện thoại di động đến bộ xử lý đồ họa (GPU) công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI), tạo bước ngoặt tiếp theo mang tính cách mạng trong ngành điện toán.”
Cột mốc lượng tử quan trọng Thành tựu của công ty Quantum Motion là một bước tiến trong việc giới thiệu máy tính lượng tử như một máy tính “trên một con chip”, theo ông Roger A. Grimes, tác giả sách có tựa “Cryptography apocalypse: preparing for the day when quantum computing breaks today’s crypto”.
Ông A. Grimes chia sẻ: “Trong khi các thiết bị máy tính chuyên dụng có giá trị hàng chục triệu đô la, cần được vận hành và bảo trì bởi một đội ngũ các chuyên gia. Thì nay, nhằm giảm sự phụ thuộc chuyên môn, mục tiêu là tạo ra chiếc máy tính lượng tử có thể dễ sử dụng, không cần liên tục can thiệp và tinh chỉnh”.
Ông Ensar Seker, Giám đốc an toàn thông tin của SOCRadar, một công ty phân tích an ninh mạng tại vùng Newark, (bang Delaware, Mỹ), đã nói rằng: “Việc cung cấp một máy tính lượng tử hoàn chỉnh được sản xuất bằng quy trình chế tạo chip CMOS silicon tiêu chuẩn, là một cột mốc quan trọng đối với ngành công nghiệp lượng tử”.
Ông Seker nói tiếp: “Điều này đánh dấu sự hội tụ quan trọng giữa cơ học lượng tử và kỹ thuật bán dẫn cổ điển, về cơ bản mở ra cánh cửa cho điện toán lượng tử có khả năng sản xuất và mở rộng quy mô bằng cách sử dụng cùng một cơ sở hạ tầng hỗ trợ cho các thiết bị điện tử kỹ thuật số hiện đại”.
Ông Seker chia sẻ: “Kiến trúc lượng tử dựa trên silicon đặc biệt hấp dẫn vì chúng tận dụng hàng thập kỷ đầu tư vào sản xuất CMOS, sự hoàn thiện của chuỗi cung ứng và kiểm soát chất lượng. Điều này trái ngược với các công nghệ khác như qubit siêu dẫn hoặc ion bẫy, thường yêu cầu môi trường chuyên biệt, vật liệu đặc biệt và quy trình chế tạo tùy chỉnh, khó mở rộng và tích hợp với các hệ thống hiện có.”
Bắt kịp công nghệ cạnh tranh Cho đến nay, sự phát triển của máy tính lượng tử dựa trên silicon vẫn chưa theo kịp so với công nghệ siêu dẫn và công nghệ nguyên tử, nhưng công ty Quantum Motion đang thay đổi quan điểm đó. Giáo sư khoa học vật lý và kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học California, Los Angeles (UCLA – University of California, Los Angeles), bà Prineha Narang đã nói rằng: “Cuối cùng công nghệ lượng tử thể rắn đang bắt kịp các công nghệ siêu dẫn và nguyên tử”.
Bà Narang nói tiếp: “Đây là một cách khác để thực hiện và có thể mở rộng quy mô sản xuất máy tính lượng tử”.
Hệ thống của công ty Quantum Motion sử dụng qubit spin, lưu trữ và xử lý thông tin bằng cách sử dụng độ tự quay (spin) của electron. Ông Sam Lucero, một cố vấn chiến lược và nghiên cứu độc lập tại Công ty Phoenix, chia sẻ: “Qubit spin trong silicon nhìn chung chưa phát triển so với các mạch siêu dẫn, ion bị bẫy và các phương thức qubit nguyên tử trung hòa”.
Ông Lucero đã nói rằng: “Thông báo này đánh dấu lần đầu tiên tôi biết đến việc triển khai đầy đủ máy tính qubit spin trong silicon, đây là dấu hiệu đáng chú ý cho thấy sự tiến bộ của phương thức này”.
Ông Lucero nói tiếp: “Vì không có dữ liệu về hiệu suất nên hiện tại vẫn chưa rõ máy này sẽ so sánh như thế nào với các nền tảng khác, nhưng tôi dự đoán nó sẽ khá thô sơ khi so sánh”.
Ông thừa nhận rằng công nghệ của công ty QM có tiềm năng mở rộng tốt hơn so với các hệ thống ion siêu dẫn và ion bẫy. Ông Lucero nói rằng: “Có thể có hàng triệu qubit trên một con chip duy nhất, tránh được nhu cầu về mạng lưới phức tạp. Nhưng có những người cho rằng mạng lưới là điều không thể tránh khỏi, và những người trong ngành cho rằng nó sẽ là rào cản thực sự đối với việc hiện thực hóa hoàn toàn điện toán lượng tử.”
Tuy nhiên, ông nói thêm: “Cả việc kết nối mạng và mở rộng quy mô vẫn đang trong giai đoạn đầu, vì vậy, vẫn chưa rõ liệu cả hai có thành công hay không”.
Thử thách sửa lỗi Ông Yuval Boger, Giám đốc thương mại tại QuEra Computing, một công ty chế tạo máy tính lượng tử sử dụng nguyên tử trung hòa, tại thành phố Boston (bang Massachusetts, Mỹ), cho biết có một số phương pháp đầy hứa hẹn để chế tạo máy tính lượng tử, và công nghệ dựa trên silicon của công ty Quantum Motion chắc chắn là một trong số đó. Ông Boger đã nói rằng: “Theo tôi, nhiều phương pháp khác nhau này đáng để khám phá, vì vẫn còn quá sớm để biết phương pháp nào sẽ mở rộng quy mô hiệu quả nhất”.
Ông Boger nói thêm: “Thông báo này cho thấy sự công nhận ngày càng tăng rằng điện toán lượng tử đang đến gần, và giá trị tiềm năng là rất lớn. Tuy nhiên, việc sửa lỗi, độ tin cậy của hệ thống và khả năng sản xuất sẽ quyết định thời gian thương mại hóa.”
Ông Austin Bosarge, đồng sáng lập, Giám đốc công ty và người đứng đầu liên bang tại QuSecure, công ty giải pháp bảo mật an toàn lượng tử, tại thành phố San Mateo (bang California, Mỹ), đồng ý rằng việc sửa lỗi là một vấn đề lớn đối với máy tính lượng tử.
Ông Bosarge nói tiếp: “Việc chuyển đổi số lượng lớn qubit nhiễu, không ổn định thành một số lượng nhỏ qubit logic đáng tin cậy và có khả năng chịu lỗi, yêu cầu nguồn lực đáng kể. Mặc dù vấn đề đó vẫn đang được giải quyết, nhưng thông báo này cho thấy những tiến bộ thực sự về khả năng mở rộng.”
Ngoài việc sửa lỗi, ông lưu ý rằng các hệ thống lượng tử vẫn yêu cầu công nghệ đông lạnh tiên tiến, thiết bị điện tử điều khiển phức tạp và hiệu chuẩn chính xác. “Những yêu cầu kỹ thuật này tạo ra những rào cản về kỹ thuật và chi phí cần vượt qua trước khi điện toán lượng tử trở nên khả thi về mặt thương mại ở quy mô lớn.”
Tác động của lượng tử lên mã hóa Tuy nhiên, ông Bosarge nói thêm, mối lo ngại thực sự không phải là sự sẵn có của các máy lượng tử đa năng. Vấn đề là thời điểm máy tính lượng tử có khả năng phá vỡ mã hóa.
Ông Bosarge chia sẻ: “Các dự báo của ngành cho thấy đến năm 2029, khả năng xuất hiện máy tính lượng tử có liên quan đến mật mã sẽ đủ cao để các doanh nghiệp phải áp dụng mã hóa an toàn lượng tử trước”.
Ông Bosarge nói tiếp: “Một hệ thống liên quan đến mật mã thường được định nghĩa là hệ thống có khoảng 4.000 qubit đã được hiệu chỉnh lỗi. Thông báo từ công ty Quantum Motion cho thấy những hệ thống như vậy hiện có thể được sản xuất tại các xưởng đúc chip tiêu chuẩn. Điều này giúp giảm rào cản mở rộng quy mô và tăng tính cấp bách của việc chuẩn bị cơ sở hạ tầng kỹ thuật số.”
Ông Tim Hollebeek, Phó chủ tịch phụ trách tiêu chuẩn công nghiệp tại DigiCert, một công ty bảo mật kỹ thuật số quốc tế, chia sẻ: “Máy tính lượng tử đang phát triển nhanh chóng, nhưng vẫn chưa đến mức chúng ta biết cách chế tạo máy tính lượng tử có liên quan đến mật mã; Ngày đó sẽ đến, vì công nghệ này đã được chứng minh có thể thực hiện và hiện tại nó chỉ là vấn đề kỹ thuật”.
Ông Hollebeek nói tiếp: “Những tiến bộ như giải pháp của công ty Quantum Motion, tích hợp các yếu tố điện toán lượng tử vào quy trình chế tạo chip tiêu chuẩn, tiếp tục đưa chúng ta tiến gần hơn một bước đến với mục tiêu”.
Để xem các tin bài khác về “Máy tính lượng tử”, hãy nhấn vào đây.
Nguồn: TechNewsWorld
