Điện toán lượng tử - tương lai của nhân loại

Đó chính là nhận định của người đứng đầu ngành điện toán lượng tử tại Microsoft Todd Holmdahl. Khoảng 10 năm trước, Todd Holmdahl (hiện là phó chủ tịch tập đoàn Microsoft Quantum) đang đóng vai trò đầu não trong dự án phát triển Kinect - một phụ kiện cảm biến chuyển động đột phá cho Xbox 360, đó là lần đầu tiên trong sự nghiệp người đàn ông này thực sự áp dụng trí tuệ nhân tạo và học máy vào việc phát triển một sản phẩm mang tính đột phá. Và sau sự thành công của Kinect, Todd Holmdahl như “vỡ” ra được nhiều điều, ông bị ấn tượng mạnh với sự kỳ diệu mà trí tuệ nhân tạo mang lại, đến mức Holmdahl đã phải không ít lần nói với các con của mình rằng của mình rằng AI sẽ là lĩnh vực có nhu cầu cao nhất ở thế giới công nghệ trong tương lai gần, và bất cứ đứa trẻ nào muốn gây dựng một sự nghiệp lừng lẫy, hay trở thành những tên tuổi lưu danh trong dòng chảy phát triển của thế giới khoa học công nghệ đều không nên bỏ qua một lĩnh vực gọi là điện toán lượng tử - quantum computing.

• 91% các nhà quản lý công nghệ tin rằng AI sẽ là trung tâm của cuộc cách mạng công nghệ tiếp theo

"Tôi đã nói với các con tôi rằng nên làm những gì mình đam mê, bởi đam mê sẽ giúp các con cảm thấy yêu nghề và có thể phát triển sự nghiệp một cách toàn diện nhất. Nhưng nếu các con chỉ đơn giản là yêu thích công nghệ, muốn có một công việc và sự nghiệp vững vàng trong thế giới công nghệ thông tin, thì hãy dành thời gian tìm hiểu về học máy, AI và điện toán lượng tử ngay từ bây giờ”, Todd Holmdahl chia sẻ với Business Insider trong một cuộc trò chuyện gần đây.

Và nếu bạn cũng đang quan tâm, hay muốn hướng con em mình đến lĩnh vực đầy tiềm năng và vốn đang có nhu cầu rất lớn không chỉ ở Việt Nam và còn trên cả thế giới này, Todd Holmdahl sẽ có thêm vài lời khuyên cho bạn.

“Tôi thực sự nghĩ rằng ngày nay, thế giới của chúng ta đang tiến những bước chậm rãi vào kỹ nguyên của điện toán lượng tử. Và mọi sự chuẩn bị đều không thừa chút nào”.

Tiềm năng của điện toán lượng tử

Trước khi tìm hiểu về sự ảnh hưởng của điện toán lượng tử đối với tương lai của thế giới công nghệ, chúng ta cần phải nắm được những khái niệm cơ bản về thuật ngữ này. Nếu bạn chưa biết thì điện toán lượng tử là công nghệ sử dụng những nguyên lý của cơ học lượng tử để thực hiện các phép tính phức tạp trong một khoảng thời gian ngắn do nhiều siêu máy tính nhanh nhất trên thế giới thực hiện. Bạn có thể hiểu nôm na rằng thế hệ máy tính tiếp theo có thể sẽ dựa trên cơ chế lượng tử, không còn cơ chế điện tử như hiện nay nữa, và máy tính lượng tử hứa hẹn sẽ tạo nên một cuộc cách mạng trong thế giới kỹ thuật số. Nếu muốn tìm hiểu rõ hơn về phương pháp xử lý thông tin tiến bộ của tương lai này, mời bạn tham khảo bài viết “Máy tính lượng tử là gì và con người đã phát triển công nghệ này đến đâu?” của chúng tôi.

• Ngay cả Bill Gates còn không hiểu thuật toán đằng sau tính toán lượng tử

Về cơ bản, máy tính lượng tử sở hữu các thuộc tính đặc biệt cho phép chúng xử lý nhiều thông tin theo cấp số nhân hơn so với máy tính thông thường, còn được gọi là máy tính "cổ điển". Với một máy tính cổ điển, dữ liệu được biểu diễn dưới dạng chuỗi nhị phân 1 và 0. Tuy nhiên, máy tính lượng tử có thể biểu thị dữ liệu là 0, 1 hoặc cả hai cùng một lúc, bởi các lý do toán học phức tạp - có nghĩa là chúng có thể xử lý nhiều dữ liệu hơn trong cùng một lúc.

Qua đó có thể thấy rằng, máy tính lượng tử sẽ là phương pháp đặc biệt hữu ích, có thể được ứng dụng trong những lĩnh vực đòi hỏi nhu cầu tính toán lớn như dự đoán thị trường chứng khoán, tìm ra các tuyến vận chuyển hiệu quả hơn, sản xuất thực phẩm, hóa học, nghiên cứu dược phẩm, mật mã và nhiều lĩnh vực quan trọng khác.

"Điện toán lượng tử là cơ hội để đơn giản hóa quá trình xử lý một số vấn đề “kinh điển” mà nhân loại đang phải đối mặt như chăm sóc sức khỏe hay biến đổi khí hậu, và đồng thời có thể giải quyết chúng trong vòng chỉ vài giờ hoặc vài giây thông qua các những hệ thống máy tính lượng tử", Holmdahl chia sẻ.

Đồng thời, không ít chuyên gia đầu ngành trong lĩnh vực công nghệ thông tin nói chung và điện toán lượng tử nói riêng nhận định rằng chúng ta vẫn còn từ 5 đến 10 năm nữa để “chạy đà” cho thời điểm mà máy tính lượng tử sẽ vượt qua “giới hạn cổ điển” trong hầu hết các nhiệm vụ quan trọng.

• Chế tạo thành công la bàn lượng tử chính xác tới mức nguyên tử, thay thế GPS trong tương lai

Sự quan tâm đến điện toán lượng tử ngày càng gia tăng

Thật vậy, thế giới đang ngày càng quan tâm nhiều hơn đến sự ưu việt mà điện toán lượng tử mang lại. Trong năm 2018, chỉ có chưa đến 1% các tổ chức công nghệ thông tin nhận được những khoản ngân sách tài trợ cho các dự án điện toán lượng tử mà họ đang triển khai. Tuy nhiên, theo tính toán của công ty phân tích đầu tư Gartner thì cho đến năm 2023, ước tính con số này sẽ tăng lên 20%, tức là tăng đến 20 lần chỉ sau vỏn vẹn 5 năm. Bên cạnh đó, theo các nhà phân tích tại Forrester, các công ty đầu tư mạo hiểm đã “rót” tổng cộng 85 triệu đô la vào điện toán lượng tử trong năm 2015, và chỉ 2 năm sau, con số này đã tăng vọt lên đến hơn 400 triệu đô la.

"Chúng ta thực sự đang ở đứng thời điểm mà nhiều doanh nghiệp bắt đầu suy nghĩ một cách nghiêm túc về lợi thế của điện toán lượng tử trong giải quyết các vấn đề mang tính thách thức hàng đầu của nhân loại trong tương lai gần", Krysta Svore, tổng giám đốc mảng phần mềm lượng tử tại Microsoft chia sẻ.

• Kỹ sư AI Facebook nói về deep learning, ngôn ngữ lập trình mới và phần cứng phục vụ cho trí tuệ nhân tạo

Hiện tại ở Microsoft, Todd Holmdahl đang là người đứng đầu nhóm các nhà phát triển làm việc trong dự án xây dựng một qubit topo (qubit topological), trong đó đề cập đến công nghệ phân mảnh các electron để lưu trữ thông tin ở nhiều nơi cùng một lúc. Có thể nói, đây là một cách làm tương đối khác biệt của Microsoft trong việc tận dụng sức mạnh của điện toán lượng tử so với cách tiếp cận của một công ty lớn khác như Intel, IBM và Google, vốn đang sử dụng các mạch siêu dẫn để chế tạo máy tính lượng tử, tương tự như cách thức cơ bản mà chúng ta đã từng được chứng kiến trên máy tính cổ điển ngày nay.

Mặc dù các nhà phân tích cho rằng cách tiếp cận của Microsoft là chứa đựng nhiều rủi ro hơn, nhưng điều gì cũng có 2 mặt, nếu phương thức này thành công, nó có thể đưa Microsoft vượt lên trên các đối thủ cạnh tranh bằng việc nắm trong thay một máy tính lượng tử mạnh hơn nhiều.

"Thách thức lớn nhất trong thế hệ của chúng ta"

Máy tính lượng tử vẫn còn ở giai đoạn đầu của sự bùng nổ thực sự, nhưng ông Holmdahl hy vọng sẽ có nhiều công trình đầu tư, khuyến khích mọi người tiến hành nghiên cứu và xây dựng phần cứng cũng như phần mềm máy tính lượng tử, đặc biệt ở những người trẻ. Trên thực tế, những nỗ lực đáng kể nhất được ghi nhận ở thời điểm hiện tại mới chỉ dừng lại ở việc Microsoft đầu tư tổ chức một hội nghị thượng đỉnh để bàn về việc phát hiện và đào tạo nhiều tài năng hơn nữa trong lĩnh vực máy tính lượng tử, và khải giảng một khóa học lập trình lượng tử cho sinh viên đại học.

"Vấn đề nhận được ưu tiên hàng đầu của Microsoft ở thời điểm hiện tại là sản xuất thành công một máy tính lượng tử có thể mở rộng, mang lại lợi ích cho khách hàng và đồng thời cho tương lai của chúng tôi. Để thực hiện được điều đó, chúng tôi cần phải có khả năng đẩy nhanh hơn nữa tiến độ trong nghiên cứu điện toán lượng tử cũng như đảm bảo sự phát triển bền vững trong tương lai. Do vậy, thế giới cần có khả năng đào tạo ra nhiều thế hệ các nhà phát triển lượng tử với tay nghề và trình độ vững vàng”, giám đốc Krysta Svore cho biết.

• Kỷ nguyên 5G đang cận kề, thế nhưng các quy trình bảo mật đã sẵn sàng chưa?

Có lẽ đã quá muộn để Holmdahl hướng các con của mình tham gia vào thế giới điện toán lượng tử - điều mà đáng ra ông đã phải làm sớm một thập kỷ trước. Tuy nhiên Holmdahl vẫn tin tưởng rằng cơ hội sẽ không bao giờ khép lại, miễn là bạn có đủ quyết tâm và tinh thần học hỏi.

“Đây là một lĩnh vực đã, đang, và sẽ còn phát triển mạnh mẽ hơn bao giờ hết. Chúng ta cần một số lượng lớn tài năng đề để duy trì cũng như làm nguồn động lực cho sự phát triển đó. Bạn có thể thấy rằng Microsoft đang nỗ lực đầu tư vào việc phát triển nguồn nhân lực trong lĩnh vực điện toán lượng tử. Có thể nói đây sẽ là một trong những nhiệm vụ lớn nhất trong thế hệ của chúng tôi - những người chịu trách nhiệm lại các doanh nghiệp công nghệ thông tin. Hãy hành động ngay từ bây giờ để góp phần kiến tạo nên điều tuyệt vời trong tương lai”, Todd Holmdahl chia sẻ.