Một công ty Trung Quốc bị Mỹ trừng phạt đang nâng cấp dây chuyền sản xuất máy tính lượng tử siêu dẫn – chiếc đầu tiên ở nước này – sau khi đạt được thành công ban đầu với con chip tự phát triển. Truyền thông Trung Quốc cho biết kết quả này có thể nâng cao khả năng sản xuất độc lập các loại máy móc tiên tiến nhất.

Origin Quantum – một công ty nghiên cứu có trụ sở tại Hợp Phì, thủ phủ của tỉnh An Huy – đã duy trì chip máy tính lượng tử 72 qubit của mình hoạt động “ổn định” trên máy tính lượng tử siêu dẫn Origin Wukong suốt 9 tháng, theo lời một giám đốc điều hành tại công ty.

Phòng thí nghiệm chip của công ty hiện đang mở rộng dây chuyền sản xuất chip, với mục tiêu cung cấp thế hệ chip lượng tử mới hơn với hiệu suất tốt hơn, qubit cao hơn và độ ổn định mạnh hơn.

Ngoài ra, công ty cũng đang mở rộng dây chuyền lắp ráp máy tính lượng tử siêu dẫn để có thể sản xuất ít nhất 8 máy tính cùng lúc, tăng từ mức tối đa 5 máy hiện nay.

Origin Quantum đang thúc đẩy hoạt động trong bối cảnh Trung Quốc nỗ lực hướng tới mục tiêu tự cung tự cấp về công nghệ trên toàn quốc. Động thái này trở nên cấp bách hơn khi Mỹ liên tục hạn chế quyền tiếp cận công nghệ của Trung Quốc bằng các công cụ thương mại.

Vào tháng 8 năm ngoái, Tổng thống Joe Biden đã ký một sắc lệnh hành pháp chặn các khoản đầu tư của Mỹ vào các lĩnh vực công nghệ cao tại Trung Quốc – bao gồm chất bán dẫn và vi điện tử, công nghệ thông tin lượng tử và một số hệ thống trí tuệ nhân tạo – với lý do đe dọa an ninh quốc gia.

Origin Quantum nằm trong số 22 tổ chức nghiên cứu máy tính lượng tử tại Trung Quốc bị đưa vào danh sách đen thương mại của Mỹ vào tháng 5 năm nay. Bộ Thương mại Mỹ cho biết vào thời điểm đó, các tổ chức này bị nhắm mục tiêu vì “mua lại hoặc cố gắng mua lại các mặt hàng có nguồn gốc từ Mỹ để nâng cao năng lực lượng tử của Trung Quốc”.

Vài ngày sau khi Origin Quantum được đưa vào danh sách thực thể của Mỹ, công ty thông báo rằng họ đã tạo thành công xây dựng “module kết nối vi sóng mật độ cao”, tự sản xuất tất cả các thành phần cốt lõi của máy tính lượng tử trong nước.

Ra đời tại Phòng thí nghiệm thông tin lượng tử trọng điểm thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Origin Quantum được thành lập vào năm 2017 bởi các nhà vật lý lượng tử Guo Guoping và Guo Guangcan từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc.

Công ty đã nhận được sự hỗ trợ tài chính từ các quỹ nhà nước lớn, bao gồm Quỹ đầu tư Internet Trung Quốc thuộc Cục Quản lý không gian mạng Trung Quốc và Tập đoàn vốn Thâm Quyến.

Theo báo cáo của tờ Nhân dân Nhật báo, máy tính Origin Wukong, ra mắt vào tháng 1, đã thực hiện hơn 270.000 tác vụ điện toán lượng tử đến từ 133 quốc gia và khu vực.

Các quốc gia đã sở hữu máy tính lượng tử, bao gồm Mỹ, Nhật Bản và Canada, đã thể hiện mức độ quan tâm cao đối với Origin Wukong, khi người dùng Mỹ truy cập máy thường xuyên hơn nhiều so với người dùng từ các quốc gia khác, theo công ty này.

Máy tính lượng tử có gì khác biệt?

Máy tính lượng tử có sự khác biệt lớn với máy tính truyền thống dựa trên bit nhị phân. Nói một cách đơn giản, một bit truyền thống trong máy tính giống như một công tắc đèn chỉ có thể bật (1) hoặc tắt (0). Nó chỉ có hai trạng thái và luôn ở một trong hai trạng thái đó. Khi sử dụng một nhóm các bit này, chúng chỉ có thể ở một trong các tổ hợp có thể có của chúng tại một thời điểm. Ví dụ, với 3 bit, nhóm có thể ở một trong 8 tổ hợp có thể có (như 000, 001, 010, v.v.), nhưng chỉ có một trong số đó tại bất kỳ thời điểm nào.

Một qubit (bit lượng tử) thì khác. Hãy tưởng tượng nó như một công tắc ma thuật có thể bật và tắt cùng một lúc (thông qua cái gọi là chồng chập lượng tử). Thay vì chỉ có một trạng thái như một bit, một qubit có thể giữ hỗn hợp cả hai trạng thái cùng một lúc. Phép so sánh của GS. Michio Kaku giải thích như sau: Nếu một bit bình thường chỉ tồn tại giữa hai cực (0 và 1) của một quả cầu, thì một qubit có thể ở bất kỳ điểm nào giữa hai cực đó. Bạn có thể nghĩ về nó như một quả cầu mà mọi điểm trên bề mặt đều là trạng thái khả thi cho qubit.

Do đó qubit có tiềm năng lưu trữ nhiều thông tin hơn bit vì khả năng tồn tại ở nhiều trạng thái cùng một lúc. Sức mạnh thực sự của qubit là khi sử dụng chúng theo nhóm. Ví dụ, với n qubit, có thể biểu diễn 2^n trạng thái cùng một lúc. Ngược lại, với n bit nhị phân, chỉ có thể biểu diễn một trạng thái trong số 2^n tổ hợp có thể có đó. Khả năng xử lý nhiều trạng thái cùng lúc của qubit mang lại cho máy tính lượng tử tiềm năng giải quyết một số vấn đề nhanh hơn theo cấp số nhân so với máy tính cổ điển.

Tuy nhiên, máy tính lượng tử không phải lúc nào cũng tốt hơn cho mọi tác vụ. Chúng xuất sắc trong các lĩnh vực cụ thể như mật mã, mô phỏng hệ thống lượng tử và một số vấn đề tối ưu hóa nhất định. Nhưng đối với nhiều tác vụ hàng ngày, máy tính cổ điển (với bit nhị phân) vẫn là lựa chọn thiết thực nhất do tính ổn định và dễ sử dụng của chúng.