Điện toán lượng tử trở thành công việc kinh doanh

Nghiên cứu lượng tử ngày nay có nghĩa là kinh doanh lớn. Điều từng được coi là một sự tò mò khoa học, điện toán lượng tử giờ đây hứa hẹn sẽ biến đổi nhiều khía cạnh của cuộc sống hàng ngày, từ an ninh mạng đến phát triển thuốc và dự báo thời tiết. Trong những năm gần đây, công việc về điện toán lượng tử đã bắt đầu chuyển ra khỏi các trường đại học và chuyển sang các phòng thí nghiệm nghiên cứu của công ty, với các công ty đa quốc gia lớn cũng như các công ty khởi nghiệp và nhà đầu tư mạo hiểm tham gia cuộc đua thương mại hóa công nghệ lượng tử. Nhưng đối với tất cả các thông báo tài trợ kỷ lục và sự cường điệu, một số người cảnh báo rằng điều này đang thúc đẩy một “bong bóng lượng tử” có thể sớm nổ. 

Trái tim và linh hồn của máy tính lượng tử là các bit lượng tử hoặc qubit. Chúng khác với các bit máy tính tiêu chuẩn, có thể là 0 hoặc 1. Mặt khác, qubit có thể là cả hai. Sử dụng tính năng này cho các vấn đề tính toán phức tạp có nghĩa là có thể tính toán các giải pháp nhanh hơn nhiều so với các máy tính nhanh nhất hiện nay bằng cách mở rộng điện toán để tính toán với nhiều qubit, dẫn đến sức mạnh tính toán tăng theo cấp số nhân. Qubit có thể được tạo ra từ các nền tảng phần cứng khác nhau, chẳng hạn như qubit siêu dẫn hoặc các ion bị mắc kẹt. Các phương pháp sắp tới khác là bộ xử lý lượng tử quang tử sử dụng ánh sáng để thay thế.

Các chuyên gia nói rằng chỉ có thể mong đợi một “lợi thế lượng tử” thực sự khi các máy tính lượng tử hoạt động với một triệu qubit. Và với kỷ lục hiện tại vẫn dưới 100 qubit, vẫn còn một số cách để đi. Nhưng điều chủ yếu cản trở tiến trình là sự mất kết hợp của chính các qubit. Để tránh điều này, chúng thường phải được vận hành ở nhiệt độ gần 0 K và được che chắn khỏi nhau và với môi trường. Tuy nhiên, về mặt khoa học, không có gì ngăn cản việc tạo ra các máy tính lượng tử quy mô lớn, nhưng có một số vấn đề kỹ thuật khó giải quyết. 

Một số trong những thách thức đó đang được đáp ứng bởi các chương trình lớn của chính phủ. Tại Hoa Kỳ, chính phủ đang đầu tư 1.2 tỷ đô la vào Chương trình Sáng kiến ​​Lượng tử Quốc gia đó là nhằm vào cả giới học thuật và khu vực tư nhân, trong khi chính phủ Vương quốc Anh sắp kết thúc quỹ 10 tỷ bảng Anh trong 1 năm Chương trình Công nghệ Lượng tử Quốc gia, bắt đầu vào năm 2013. Trong khi đó, Hà Lan đã chuyển 615 triệu euro vào năm ngoái vào tổ chức bảo trợ Lượng tử Delta NL để thúc đẩy sự phát triển của công nghệ lượng tử. Tuy nhiên, tất cả những điều này đều nằm trong bóng tối của khoản tài trợ ước tính 10 tỷ đô la của Trung Quốc cho chương trình quốc gia của họ. 

Từ công nghệ lớn đến công nghệ nhỏ

Điện toán lượng tử hiện đang bị thống trị bởi những gã khổng lồ công nghệ như IBM, Amazon, Hewlett Packard, Honeywell, Google và Microsoft, với một số trong số này đầu tư mạnh vào các sáng kiến ​​lượng tử. Google có bộ xử lý lượng tử 53 qubit tên là Sycamore trong khi IBM tiết lộ kế hoạch sản xuất chip 433 qubit vào cuối năm nay và chip 1121 qubit vào năm 2023. Các thiết bị lượng tử của IBM đã được cung cấp cho hơn 200,000 khách hàng sử dụng thông qua một dịch vụ dựa trên đám mây.

Thật vậy, nhiều tập đoàn lớn đang khám phá các ứng dụng lượng tử. Goldman Sachs đang phát triển các thuật toán tối ưu hóa lượng tử để định giá tài sản dựa trên rủi ro vốn có liên quan đến các quyền chọn hoặc cổ phiếu khác nhau chẳng hạn. Nó nói rằng các hoạt động tài chính có thể đã được hưởng lợi từ máy tính lượng tử trong XNUMX năm tới. Trong khi đó, nhà sản xuất ô tô Daimler đang nghiên cứu cách máy tính lượng tử có thể mô phỏng các vật liệu mới để phát triển pin ô tô hiệu suất cao hơn và chi phí thấp hơn. Tháng XNUMX vừa qua, ngân hàng HSBC đã công bố hợp tác với IBM để nghiên cứu tiềm năng của điện toán lượng tử trong lĩnh vực ngân hàng.

Và nó không chỉ là những người chơi lớn trong trò chơi. Số lượng các công ty khởi nghiệp dựa trên lượng tử đã tăng lên trong vài năm, với 265 theo ước tính mới nhất từ Báo cáo điện toán lượng tử. Và một số đang có những bước tiến lớn. Công ty khởi nghiệp ColdQuanta có trụ sở tại Hoa Kỳ đã ra mắt bộ xử lý 100 qubit dựa trên các nguyên tử lạnh trong năm nay và hy vọng sẽ nâng cấp lên 1000 qubit trong ba năm tới. Một công ty khác của Hoa Kỳ – IonQ – là công ty khởi nghiệp lượng tử đầu tiên bắt đầu giao dịch công khai trên Sàn giao dịch chứng khoán New York vào năm ngoái, cho phép công ty này huy động được hơn 600 triệu đô la tiền đầu tư. Một thỏa thuận quan trọng khác có PsiQuantum, đã bảo đảm vòng 450 triệu đô la trong năm nay, dựa trên lời hứa xây dựng một máy tính lượng tử dựa trên quang tử quy mô đầy đủ vào năm 2025. 

Cho rằng có một nền tảng khoa học vững chắc củng cố tiềm năng của công nghệ lượng tử, câu hỏi không phải là liệu nó có xảy ra hay không mà là khi nào.

Freeke Heijman

Các công ty khởi nghiệp dựa trên lượng tử cũng đang thu hút sự quan tâm của các nhà đầu tư mạo hiểm. Điều này hơi phản trực giác vì các nhà đầu tư mạo hiểm thường đặt cược vào “những con ngựa an toàn”, điều này không xảy ra với các sản phẩm thương mại dự kiến ​​sẽ tung ra thị trường trong một thập kỷ hoặc lâu hơn kể từ bây giờ. Tuy nhiên, theo công ty tư vấn McKinsey, vốn đầu tư mạo hiểm và vốn tư nhân khác hiện chiếm hơn 70% các khoản đầu tư vào công nghệ lượng tử. Và nơi chỉ có 93.5 triệu đô la được đầu tư vào năm 2015, thì vào năm 2021, con số đó đã tăng lên 3.2 tỷ đô la đáng kinh ngạc. 

Mối nguy hiểm của tất cả các khoản đầu tư này là nó dẫn đến bong bóng, nhưng nó không gây lo lắng cho một số người, ít nhất là vào lúc này. Doug Finke, người điều hành, cho biết: “Tôi không tin rằng sẽ có một sự sụp đổ chung về đầu tư, bởi vì trong vài năm tới, chúng ta sẽ thấy những thành công được công bố và các tổ chức sử dụng điện toán lượng tử cho các ứng dụng khoa học hoặc thương mại trong thế giới thực”. Báo cáo điện toán lượng tử. 

Freeke Heijman, giám đốc phát triển hệ sinh thái tại Quantum Delta NL cho biết thêm rằng một chút cường điệu không nhất thiết là xấu vì nó sẽ giúp kích thích mọi người đi vào công nghệ lượng tử. “Cho rằng có một nền tảng khoa học vững chắc củng cố tiềm năng của công nghệ lượng tử, câu hỏi không phải là nó có xảy ra hay không mà là khi nào,” cô nói thêm.