IBM vừa công bố kế hoạch phát triển máy tính lượng tử lớn nhất từ trước đến nay, dự kiến sẽ đạt kỷ lục về số lượng qubit (số bit lượng tử) vào năm 2025. Bằng cách kết nối nhiều bộ xử lý lượng tử nhỏ thành một hệ thống mô-đun duy nhất, IBM không chỉ vượt qua các cột mốc công nghệ hiện tại mà còn đặt nền móng cho những đột phá tương lai trong lĩnh vực điện toán lượng tử.
Theo New Scientist, đây là một bước tiến lớn đối với IBM, công ty đã giới thiệu máy tính lượng tử thương mại đầu tiên cách đây sáu năm với 20 qubit.
Hiện tại, chip tiên tiến nhất của IBM, Condor, sở hữu 1121 qubit. Tuy nhiên, đa số người dùng dịch vụ điện toán lượng tử của IBM chỉ sử dụng khoảng 100 qubit, cho thấy tiềm năng tăng trưởng lớn về sức mạnh tính toán.
Mặc dù không còn giữ kỷ lục về số lượng qubit lớn nhất - danh hiệu này thuộc về công ty khởi nghiệp Atom Computing và thiết bị 1180 qubit ra mắt năm 2023 - IBM quyết tâm lấy lại vị trí dẫn đầu.
Ông Jay Gambetta, Phó Chủ tịch mảng điện toán lượng tử của IBM, nhấn mạnh rằng việc mở rộng quy mô cần một cách tiếp cận mới.
“Chúng ta không thể chỉ làm Condor lớn gấp 10 lần”, ông Gambetta chia sẻ với New Scientist. “Cách duy nhất để đạt được lợi thế lượng tử là kết hợp các thành phần khác nhau.”.
Để đạt được mục tiêu này, IBM áp dụng chiến lược thiết kế mô-đun, cho phép kết nối nhiều bộ xử lý lượng tử nhỏ hơn thành một cỗ máy mạnh mẽ hơn. Cách tiếp cận này giải quyết thách thức kỹ thuật lớn: khó khăn trong việc tích hợp số lượng qubit ngày càng tăng và các dây dẫn vào một chip duy nhất.
Một phần của chiến lược này là việc IBM đã thử nghiệm chip mới mang tên Flamingo, đóng vai trò trung tâm trong kế hoạch năm 2025. Công ty dự định kết nối ba chip Flamingo để tạo ra hệ thống 1386 qubit, phá vỡ các kỷ lục hiện tại.
Đến năm 2026, IBM sẽ giới thiệu chip Kookaburra, thành phần nền tảng cho máy tính lượng tử 4158 qubit, gồm ba chip Kookaburra liên kết với nhau. Hệ thống này sẽ tạo ra khoảng cách công nghệ vượt trội giữa IBM và các đối thủ cạnh tranh.
Theo New Scientist, thành công của các hệ thống lượng tử mô-đun của IBM phụ thuộc vào việc phát triển các bộ kết nối chuyên dụng, cho phép liên kết các chip và qubit ở các khoảng cách khác nhau. IBM đã xây dựng và thử nghiệm hai loại bộ kết nối, nhưng loại thứ ba - yếu tố thiết yếu cho hệ thống lượng tử mô-đun hoàn chỉnh - vẫn đang trong quá trình phát triển.
IBM đã chứng minh tiềm năng của công nghệ mô-đun khi kết nối hai chip 127 qubit vào tháng 11 năm 2023 để thực hiện phép tính sử dụng 142 qubit - một nhiệm vụ vượt quá khả năng của từng chip riêng lẻ. Thách thức tiếp theo, như ông Gambetta giải thích, là mở rộng tổng số qubit trong khi giảm thiểu lỗi xảy ra khi các chip được liên kết với nhau.
