Google, NASA tuyên bố máy tính lượng tử của mình nhanh gấp 100 triệu lần máy tính thường

Trong một bài test, cỗ máy D-Wave chỉ cần 1 giây để xử lý phép tính mà bình thường, phải tốn tới 10 nghìn năm để một máy tính bình thường có thể giải được.

Google có rất nhiều cỗ máy tính. Nếu tính bằng con số, hãng sở hữu số lượng máy tính nhiều hơn bất kỳ công ty nào trên thế giới này. Thế nhưng kể cả khi sở hữu từng ấy máy, các nhà nghiên cứu của Google vẫn gặp phải những vấn đề khi cố gắng giải quyết nhiều bài toán phức tạp, đặc biệt liên quan đến trí thông minh nhân tạo. Nói một cách khác, Google đã từng chịu bó tay.

John Gannandrea, phó Chủ tịch kỹ thuật của Google nói trong một buổi họp báo vào thứ Ba vừa qua: "Chúng tôi đã gặp những vấn đề cần giải quyết nhưng không thể thực hiện được với máy tính theo tiêu chuẩn hiện hành. Chúng tôi muốn hiểu tương lai, nằm ngay trước mắt chúng ta thông qua những thuật toán không theo quy tắc truyền thống".

Do đó Google đã phải cầu viện đến máy tính lượng tử. Hệ thống này sử dụng trực tiếp các hiệu ứng của cơ học lượng tử để thực hiện các phép toán mà máy tính thông thường phải chịu bó tay.


Cũng trong sự kiện này, diễn ra vào thứ Ba vừa qua, Google tuyên bố vô cùng lạc quan rằng những cỗ máy tính lượng tử vẫn còn đang trong thời kỳ sơ khai kia sẽ tiến hóa thành một hệ thống đột phá cho cả ngành công nghiệp máy tính và hơn thế nữa, loài người. Sự kiện diễn ra bên trong khuôn viên Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA tại Mountain View, California, nơi Google phối hợp cùng NASA và D-Wave Systems, một nhà sản xuất máy tính lượng tử để chung tay xây dựng phòng thí nghiệm máy tính. Họ đã cùng làm việc này trong vài năm qua nhưng chỉ đến bây giờ, nhờ vào cỗ máy D-Wave được nâng cấp lớn hơn, mạnh mẽ hơn, các nhà nghiên cứu mới thực sự nhìn thấy kết quả đầy hứa hẹn.

Google cho biết những kết quả tính toán gần đây cho thấy máy tính D-Wave có thể đè bẹp một con chip xử lý bình thường thông qua một số nhiệm vụ. Trong một bài test, cỗ máy D-Wave chỉ cần 1 giây để xử lý phép tính mà phải tốn tới 10 nghìn năm để một máy tính bình thường có thể giải được. Tổng kết, Google nói rằng cỗ máy tính lượng tử này sẽ nhanh gấp 100 triệu lần máy tính thường trong một số trường hợp. Sự đột phá với tốc độ không tưởng này là chưa từng xảy ra trong lịch sử điện toán.

Tuy vậy vẫn còn một vài vấn đề nghiêm trọng xung quanh thành công này. Máy tính của D-Wave rất khác so với một cỗ máy sinh ra để thực hiện các nhiệm vụ thông thường. Nó chỉ có thể thực hiện một số lệnh lượng tử giới hạn và chỉ có một số người biết cách sắp xếp vấn đề cần giải quyết của họ sao cho phù hợp với nó. Do vậy, Google đang lên kế hoạch giao cho nó những bài test, thay vì sử dụng những dòng code được dùng cho máy tính hiện hành: "Chúng tôi cần làm nó giải quyết các vấn đề tối ưu hóa đơn giản hơn khi rơi vào các trường hợp kỹ sư hay gặp phải". Harmut Neven, Giám đốc kỹ thuật của Google cho biết: "Chúng tôi cần phải làm đầu vào trở nên dễ dàng hơn. Chừng này vẫn chưa ăn thua".


Google không sử dụng các thuật toán tối ưu hóa quá phức tạp áp dụng vào những công nghệ trí thông minh nhân tạo chúng ta đang thấy ngày nay. Ví dụ rõ ràng nhất là công cụ tìm hình ảnh và nhận diện giọng nói. Nhưng những thuật toán ấy đã được thực hiện trên hàng nghìn máy tính truyền thống được kết nối với nhau. Hy vọng rằng một ngày nào đó Google có thể biến máy tính lượng tử trở thành một phần của hệ thống tiêu chuẩn và nhờ vậy, giải quyết được những vấn đề không tưởng. Giannandrea cho biết: "Chắc sẽ phải mất vài năm để công trình này thực sự gây ảnh hưởng tới sản phẩm của Google".

Cỗ máy D-Wave, vốn cũng được NASA sử dụng để tăng cường khả năng giả lập và mã hóa, dựa vào bit lượng tử (qbit). Không giống như hệ nhị phân vốn chỉ có 2 chữ số nhất định là 1 và 0, qbit có thể là 1, 0 hoặc là cả 2, trong trạng thái chồng chập lượng tử. Cần phải có kiến thức rất chuyên sâu về vật lý mới có thể hiểu được máy tính lượng tử hoạt động như thế nào. Nhưng điểm sáng của công nghệ này đó là máy tính có thể giải quyết lượng vấn đề nhanh vô cùng. Điều này khiến cho máy tính lượng tử trở nên phù hợp với các vấn đề tối ưu hóa. Ví dụ như khi bạn muốn tìm một con đường tốt nhất cho lưu thông của hàng nghìn chiếc máy bay ra vào khỏi sân bay.

Neven đã dành nhiều thời gian nhất để làm việc với những cỗ máy D-Wave, nhiều hơn bất kỳ nhân viên Google nào và ông thấy được tiềm năng của chúng trong những vấn đề ví dụ như công nghệ pin, công nghệ khử bạc màu cho đất và pin mặt trời. Đặc tính có một không hai của qubit có thể giải đáp cho chúng ta những bí ẩn về vật liệu, mang lại những cỗ máy công nghiệp hiệu quả hơn. "Nhờ vào hệ điều hành tự nhiên, như chúng ta hiểu đó chính là vật lý lượng tử, bạn cần một một quy trình liên quan đến nó để mô tả từng phần của vũ trụ. Sớm hay muộn, máy tính lượng tử cũng là công cụ giúp chúng ta giải quyết vấn đề tốt nhất".