Tập đoàn công nghệ Mỹ IBM đang lên kế hoạch chế tạo máy tính lượng tử lớn nhất thế giới bằng cách kết nối nhiều cỗ máy nhỏ hơn, tạo ra một hệ thống có số bit lượng tử (qubit) lớn kỷ lục.
Dự kiến vào năm 2025, công ty sẽ thiết lập một cột mốc mới về qubit, với tham vọng mở rộng quy mô gấp 3 lần so với máy tính lượng tử lớn nhất hiện nay.
Cách đây 6 năm, IBM từng ghi dấu ấn với việc ra mắt máy tính lượng tử thương mại đầu tiên, sở hữu 20 qubit và cho phép các nhà nghiên cứu truy cập qua Internet.
Hiện tại, chip lượng tử mạnh nhất của công ty – Condor – đạt 1.121 qubit. Tuy nhiên, theo nhà nghiên cứu Jay Gambetta của IBM, hầu hết người dùng dịch vụ máy tính lượng tử chỉ khai thác khoảng 100 qubit.
Mặc dù IBM không phải là công ty nắm giữ kỷ lục về số qubit cao nhất – danh hiệu hiện thuộc về Atom Computing với thiết bị 1.180 qubit ra mắt năm 2023 – nhưng gã khổng lồ công nghệ đang nhắm đến việc thiết lập một tiêu chuẩn mới.
“Chúng tôi biết rằng không thể mở rộng Condor lên gấp 10 lần”, Gambetta thừa nhận. “Cách duy nhất để đạt lợi thế lượng tử là kết hợp nhiều bộ xử lý nhỏ hơn”.
Kế hoạch gia tăng qubit đặt ra thách thức lớn về kỹ thuật, bởi khi số lượng qubit tăng lên, việc lắp đặt chúng cùng hệ thống dây điện trên một con chip trở nên vô cùng phức tạp.
Để giải quyết vấn đề này, phía công ty đang phát triển một thiết kế mô-đun, trong đó nhiều bộ xử lý lượng tử nhỏ hơn sẽ được kết nối để tạo ra một cỗ máy mạnh hơn.
Họ đã chế tạo nguyên mẫu chip mới có tên Flamingo và dự định nối 3 chip này để xây dựng hệ thống 1.386 qubit vào năm 2025.
Ngoài ra, IBM cũng chuẩn bị ra mắt một con chip khác tên Kookaburra vào năm 2026. Đây sẽ là nền tảng cho hệ thống lượng tử 4.158 qubit – lớn nhất từ trước đến nay.
Cỗ máy này – sử dụng 3 chip Kookaburra – sẽ bỏ xa mọi hệ thống lượng tử khác cả trong thương mại lẫn nghiên cứu về số lượng qubit.
Dù vậy, Gambetta lưu ý họ có thể mất vài năm để hệ thống đạt đầy đủ hiệu suất do việc liên kết nhiều chip theo mô hình này đòi hỏi hàng trăm bộ phận đặc biệt gọi là “coupler”.
Hồi tháng 11/2024, IBM đã kết nối thành công hai chip 127 qubit để thực hiện một phép tính đòi hỏi 142 qubit. Công ty đặt mục tiêu tiếp tục mở rộng quy mô xử lý, đồng thời đảm bảo hạn chế lỗi phát sinh khi các qubit hoạt động cùng nhau.
Theo New Scientist
