Tốc độ không tưởng
Theo bà Hartmut Neven, người sáng lập bộ phận Quantum AI của Google, Willow có kích thước nhỏ như viên kẹo, sở hữu 105 qubit (bit lượng tử), là những khối xử lý cốt lõi của máy tính lượng tử. Với việc được trang bị nhiều qubit hơn, Willow giúp giảm lỗi tính toán theo cấp số nhân.”Willow chinh phục được thử thách lớn nhất trong việc sửa lỗi lượng tử, điều mà toàn lĩnh vực theo đuổi suốt gần 30 năm qua”, bà Neven cho biết.
Cụ thể, trong khi máy tính truyền thống dựa vào các bit nhị phân - bật hoặc tắt, ký hiệu là 1 và 0, để xử lý thông tin, máy tính lượng tử sử dụng bit lượng tử, hay qubit, có khả năng xử lý riêng lẻ 0, 1 hoặc chồng chập (cả 0 và 1 cùng lúc). Khi qubit được xếp chồng, chúng tương tác ngay lập tức, cho phép hệ thống xử lý nhiều phép tính song song. Điều này cho phép máy tính lượng tử thực hiện tốt các nhiệm vụ chuyên biệt, chẳng hạn như các bài toán tối ưu hóa, mô phỏng phân tử và thử nghiệm mật mã. Do đó, máy tính lượng tử nhanh và mạnh hơn nhiều so máy tính thông thường sử dụng trong cuộc sống hằng ngày. Tuy nhiên, dù qubit có tốc độ cao song dễ gặp lỗi, do bị tác động bởi hạt hạ nguyên tử và sóng năng lượng từ vũ trụ. Việc Willow được trang bị nhiều qubit hơn giúp khả năng sửa những lỗi nhanh và chính xác hơn.
Không chỉ vậy, chip tùy biến Willow được cho là có thể thực hiện chỉ trong 5 phút công việc mà các siêu máy tính hàng đầu hiện nay phải mất 10 triệu tỷ tỷ năm để tính toán. Theo bà Neven, việc cho ra đời chip Willow nằm trong kế hoạch của bà và 300 kỹ sư khác, nhằm xây dựng một hệ thống máy tính lượng tử có khả năng giải quyết các vấn đề từng bị coi là bất khả thi như công nghệ năng lượng nhiệt hạch an toàn và ngăn chặn biến đổi khí hậu. Trên tài khoản mạng xã hội X, Tổng Giám đốc điều hành Google Sundar Pichai cũng khẳng định: “Chúng tôi xem Willow là bước tiến quan trọng trong hành trình xây dựng máy tính lượng tử cho các ứng dụng thực tế trong những lĩnh vực như khám phá thuốc, năng lượng nhiệt hạch, thiết kế pin”.
Ông Pichai bày tỏ sự tự hào khi các kỹ sư của Google có thể chế tạo được chip có hiệu suất đáng kinh ngạc. Trong bài kiểm tra lấy mẫu mạch ngẫu nhiên, Willow đã chứng minh tốc độ xử lý vượt trội so siêu máy tính. Sự kiện này đánh dấu một bước tiến đáng kể trong việc giúp các nhà khoa học tiến gần hơn đến việc tìm ra đáp án cho một số vấn đề của tương lai. Tuy nhiên, theo ông Michael Cuthbert, Giám đốc phòng thí nghiệm AI lượng tử của Google, các ứng dụng thương mại của chip này sẽ chưa thể xuất hiện trước năm 2030.
 |
| Chip lượng tử Willow có kích thước rất nhỏ. Ảnh: AFP |
Tiềm năng ứng dụng thực tế
Dù vẫn còn những bước kiểm tra nữa, song ngay khi thông tin về tốc độ nhanh của Willow được công bố, theo CNBC, cổ phiếu của Google tăng gần 6% trong ngày 11/12, đạt 186,53 USD. Công chúng cũng dành nhiều lời khen cho Google trong việc ra mắt sản phẩm này.
Tỷ phú Elon Musk, nhà sáng lập tập đoàn công nghệ khai phá không gian Space X đã thể hiện sự kinh ngạc với Willow, để ngỏ khả năng triển khai cụm máy dùng chip này lên vũ trụ. Dưới bài đăng về chip lượng tử Willow của CEO Sundar Pichai, ông Musk đã phải thốt lên “Wow”. Ông Pichai sau đó gợi ý triển khai một cụm máy tính lượng tử lên không gian bằng tên lửa Starship của SpaceX trong tương lai. Đáp lại, tỷ phú Mỹ cho biết: “Điều đó có thể sẽ diễn ra”.
Các chuyên gia công nghệ cũng đánh giá đây là bước đột phá lớn, mở ra cơ hội to lớn cho điện toán lượng tử thời gian tới. Mặc dù các máy tính lượng tử hiện tại còn nhiều hạn chế, song nhờ việc tăng quy mô, Willow đã chứng minh khả năng giảm lỗi đáng kể, mang đến tiềm năng ứng dụng máy tính lượng tử vào thực tế. Máy tính lượng tử được dự đoán có thể thực hiện các phép tính lớn, từ đó thúc đẩy tạo ra các lò phản ứng nhiệt hạch và tăng tốc tác động của AI, đặc biệt trong y tế.
Bên cạnh những đánh giá tích cực, nhiều chuyên gia cũng bày tỏ lo ngại Willow có khả năng phá hủy hệ thống bảo mật, mã hóa của máy tính. Trước đó, năm 2022, Nhà trắng từng cảnh báo về một loại “máy tính lượng tử liên quan phân tích mật mã” (CRQC) có thể “đe dọa các hệ thống liên lạc quân sự và dân sự, làm suy yếu thiết bị giám sát và kiểm soát cơ sở hạ tầng quan trọng, vượt qua phương thức bảo mật cho hầu hết giao dịch tài chính qua internet”.
Theo Reuters, cộng đồng blockchain (chuỗi khối) mới đây cũng bày tỏ lo lắng trước sức mạnh của Willow có thể phá vỡ tính bảo mật của tiền điện tử. Nhiều người e ngại với khả năng kinh ngạc của chip lượng tử, các thuật toán mã hóa hiện đại sẽ bị phá vỡ. Đồng tiền số Bitcoin bị đe dọa, ví tiền điện tử của người dùng có thể bị “bẻ khóa” trong tích tắc.
Tuy nhiên, phản ứng trước những nghi ngại này, Google khẳng định chip mới chưa đủ sức phá hỏng được các hệ thống mã hóa và bảo mật. Giám đốc Quantum AI của Google, Charina, bà Chou khẳng định: “Willow không phải CRQC. Chip Willow không có khả năng phá vỡ mật mã học hiện đại”.
Cũng theo bà Chou, dù Willow có tốc độ xử lý rất nhanh, khi chỉ cần 5 phút để xử lý một tác vụ mà máy tính hàng đầu hiện nay mất 10 triệu tỷ tỷ năm mới có thể làm được. Tuy nhiên, Google mới chỉ tạo ra được 105 qubit vật lý, trong khi cần hàng triệu qubit để có thể phá vỡ phương thức mã hóa hiện nay. “Theo ước tính, phải ít nhất 10 năm nữa mới có thể phá vỡ RSA và cần khoảng 4 triệu qubit vật lý để thực hiện điều này”, bà Chou nhấn mạnh.
RSA là hệ mã hóa bất đối xứng, sử dụng hai khóa khác nhau để mã hóa và giải mã. Trong đó, khóa công khai được chia sẻ với tất cả các bên và dùng để mã hóa thông tin, trong khi khóa bí mật được giữ kín và chỉ người sở hữu mới có thể giải mã thông tin. Bằng cách sử dụng khóa công khai, ai cũng có thể gửi thông tin một cách an toàn, nhưng người giữ khóa bí mật mới đọc được thông điệp. Điều này mang lại mức độ bảo mật cao.
Trong khi đó, theo các chuyên gia lượng tử, để phá vỡ chuỗi mã hóa của tiền điện tử, một chip lượng tử cần được trang bị ít nhất 1.500 - 3.000 qubit logic. Con số này vượt xa năng lực của Willow. Do đó, chip lượng tử hiện tại chưa đủ khả năng để thách thức các biện pháp phòng thủ mạnh mẽ của Bitcoin cũng như tiền điện tử khác nói chung.
