IBM tuyên bố bước vào kỷ nguyên 'Ưu thế lượng tử' với kết quả có thể kiểm chứng

Theo tin từ IT ngày 30 tháng 7, IBM hôm nay cho biết nghiên cứu của họ đã chứng minh được "lợi thế lượng tử" (quantum advantage) — tức là khả năng máy tính lượng tử thực hiện các tác vụ tính toán vượt xa phạm vi của máy tính truyền thống, đồng thời các kết quả này có thể được xác minh một cách nghiêm ngặt.

Thành tựu nghiên cứu này đánh dấu một bước tiến quan trọng của công nghệ mới nổi là điện toán lượng tử hướng tới ứng dụng thực tế. Các phát hiện liên quan đã được công bố trong ba bài báo do IBM cùng các đối tác nghiên cứu đồng tác giả. Các đối tác bao gồm Đại học Chicago, Viện Nghiên cứu Lý-Hóa Nhật Bản (RIKEN), cùng các công ty phần mềm điện toán lượng tử như Qedma, BlueQubit và Algorithmiq.

Jay Gambetta, người đứng đầu bộ phận nghiên cứu của IBM, cho biết: "Chúng ta đã bước vào kỷ nguyên lợi thế lượng tử. Các nhà khoa học có thể tin tưởng vào những kết quả này. Hiện nay, điện toán lượng tử đang chuyển dịch từ giai đoạn con người thực hiện kiểm thử hiệu năng hệ thống sang việc tận dụng các hệ thống này để tiến hành nghiên cứu khoa học và khám phá các ứng dụng thực tế."

IT lưu ý rằng, thông tin này được đưa ra trong bối cảnh IBM đang nỗ lực chứng minh mảng kinh doanh điện toán lượng tử của mình có thể đạt lợi nhuận trong tương lai.

Đầu tháng này, do công ty đưa ra cảnh báo về lợi nhuận, cổ phiếu IBM đã ghi nhận mức giảm mạnh nhất trong lịch sử. IBM khi đó cho biết chi tiêu của khách hàng đang chuyển dịch từ phần mềm truyền thống sang lĩnh vực phần cứng AI và chip lưu trữ, khiến kết quả kinh doanh mảng phần mềm và cơ sở hạ tầng trong quý II thấp hơn kỳ vọng.

Sau đó, CEO của IBM là Arvind Krishna đã bày tỏ thái độ lạc quan về sự phát triển tương lai của công ty. Ông tin rằng điện toán lượng tử sẽ bắt đầu thúc đẩy tăng trưởng cho IBM trong vài năm tới. Trong một cuộc phỏng vấn trước đó với tờ The Wall Street Journal, Krishna cho biết lợi thế tiên phong của IBM trong lĩnh vực lượng tử có thể cải thiện triển vọng phát triển của công ty, tương tự như cách Nvidia đã thành công nhờ lợi thế tiên phong về GPU.

IBM đang phải đối mặt với sự cạnh tranh từ các gã khổng lồ công nghệ như Microsoft, Google, đồng thời phải đối phó với thách thức từ hàng loạt công ty khởi nghiệp trong lĩnh vực điện toán lượng tử.

Tuy nhiên, IBM không phải là doanh nghiệp đầu tiên tuyên bố đạt được lợi thế lượng tử. Công ty điện toán lượng tử D-Wave từng tuyên bố đạt được mục tiêu này vào năm ngoái, và Google cũng cho biết đã đạt được "lợi thế lượng tử có thể xác minh" vào tháng 10 năm ngoái. Nhưng Gambetta cho rằng các bài báo mới nhất của IBM rất đáng chú ý vì chúng chứng minh được các kết quả liên quan có thể được xác minh. Ông nói: "Họ đã áp dụng một số phương pháp để đảm bảo các tính toán do máy tính lượng tử thực hiện có thể tạo ra kết quả chính xác."

Ví dụ, trong bài báo do Qedma và IBM cùng công bố, hai công ty đã trình diễn cách sử dụng máy tính lượng tử để khám phá vật lý vật liệu, đồng thời cho biết các kết quả liên quan đã được xác minh thông qua nhiều cách, bao gồm cả việc xác minh trên máy tính lượng tử của Quantinuum.

Gambetta cho biết: "Có thể coi đây là một hiện tượng vật lý mới được trình diễn trên máy tính lượng tử, điều mà các phương pháp tính toán truyền thống không thể thực hiện được."

Khác với máy tính truyền thống — nơi kết quả tính toán thường có thể được xác minh bằng cách chạy lại cùng một tác vụ trên các máy tính khác — một số kết quả do máy tính lượng tử tạo ra đã vượt quá phạm vi mà máy tính cổ điển có thể xác minh.

Heather West, nhà phân tích chuyên về điện toán lượng tử tại tổ chức nghiên cứu IDC, cho biết đây cũng là một trong những lý do khiến thông báo lần này của IBM có ý nghĩa quan trọng. Bà cho rằng việc có thể tái lập kết quả tính toán của máy tính lượng tử cho thấy các hệ thống này đang trở nên đáng tin cậy và ổn định hơn.

Tin tức hôm nay cũng đồng nghĩa với việc IBM đã tiến thêm một bước trên con đường hiện thực hóa máy tính lượng tử chịu lỗi (fault-tolerant quantum computer). Trước đó, IBM từng cam kết sẽ đạt được cột mốc này vào năm 2029.

Tuy nhiên, đối với các doanh nghiệp, vấn đề quan trọng nhất vẫn là liệu máy tính lượng tử có thể thực sự giải quyết các bài toán thực tế hay không, chẳng hạn như tối ưu hóa tính toán, cũng như thúc đẩy các đột phá trong lĩnh vực khoa học vật liệu, y học, v.v.

Gambetta cho biết, kết quả nghiên cứu mới nhất của IBM chính là một bước tiến quan trọng theo hướng này.

Ông nói: "Chỉ khi có một nền tảng đáng tin cậy, chúng ta mới có thể bắt đầu tiến hành nghiên cứu ứng dụng. Khi chúng ta liên tục tung ra các cỗ máy có năng lực mạnh mẽ hơn, điều này sẽ giúp chúng ta mở rộng quy mô ứng dụng để giải quyết các vấn đề thực sự có giá trị thương mại."

Nhà phân tích West của IDC gọi thành quả của IBM là "một cột mốc quan trọng khác trên con đường sử dụng hệ thống lượng tử để giải quyết các vấn đề phức tạp vượt quá giới hạn năng lực của máy tính cổ điển", đồng thời cho rằng điều này củng cố thêm vị thế quan trọng của IBM trong thị trường điện toán lượng tử.

Tuy nhiên, West cho biết việc đạt được lợi thế lượng tử sẽ không phải là một khoảnh khắc quyết định duy nhất, cũng sẽ không làm thay đổi toàn bộ ngành công nghiệp nhanh chóng như cách ChatGPT tạo ra cơn sốt trí tuệ nhân tạo.

Bà nói thêm: "Trong tương lai, chúng ta sẽ còn thấy nhiều đột phá hơn nữa dựa trên những thành quả này. Có lẽ một tháng, sáu tháng hoặc một năm sau, những phát hiện hiện tại sẽ bị vượt qua bởi các kết quả nghiên cứu tiên tiến hơn, và đó chính là cách phát triển bình thường của khoa học."

IBM cho biết công ty hoan nghênh các cuộc thảo luận xoay quanh lợi thế lượng tử. Gambetta cũng dự đoán rằng các nhà khoa học sẽ đề xuất các phương pháp tính toán cổ điển mới và so sánh với kết quả nghiên cứu của IBM. Ông nói: "Tôi sẽ không nói rằng những kết quả này là hoàn hảo tuyệt đối. Điều thực sự thay đổi là chúng ta đã bước vào giai đoạn có thể thu được các kết quả đáng tin cậy, vì vậy cộng đồng khoa học có thể thảo luận xoay quanh những kết quả này. Trong vài năm tới, đây chủ yếu sẽ trở thành một cuộc thảo luận trong lĩnh vực khoa học, giống như các cuộc thảo luận tại các trường đại học khi lĩnh vực AI sử dụng GPU để nghiên cứu mạng thần kinh trước đây."

Tuyên bố quảng cáo: Các liên kết chuyển hướng bên ngoài trong bài (bao gồm nhưng không giới hạn ở siêu liên kết, mã QR, mật khẩu, v.v.) được sử dụng để truyền tải thêm thông tin, tiết kiệm thời gian chọn lọc, kết quả chỉ mang tính tham khảo. Tất cả các bài viết của IT đều bao gồm tuyên bố này.