Quantum Brilliance phát triển máy điện toán lượng có thể tích hợp vào PC

Quantum Brilliance, được thành lập vào năm 2019, hiện đang phát triển chip lượng tử được nhúng trong kim cương tổng hợp, tạm gọi là máy tính lượng tử kim cương - Diamond quantum computer. Ưu điểm của thiết bị này là nó có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng, tức là loại bỏ hẳn nhu cầu làm lạnh cũng như hút chân không.

Có thể hiểu đơn giản như sau: các qubit sẽ được “cấy” vào trong các phân tử kim cương tinh khiết và đồng nhất, chúng hoạt động dựa vào chuyển động xoay của hạt nhân chứ không phải các electron, vì vậy gần như không bị ảnh hưởng của môi trường bên ngoài.  

Trên thực tế, các qubit lượng tử có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng đã được phát hiện từ lâu và trong hơn 20 năm qua nhiều nhóm nghiên cứu đã tiến hành các thực nghiệm. Nhưng cho đến nay, mới chỉ có Quantum Brilliance tìm ra phương thức chế tạo vật liệu chuẩn xác cũng như thu nhỏ và tích hợp các cấu trúc điều khiển để lấy thông tin vào và ra khỏi qubit.

Quantum Brilliance đã xây dựng thành công một số bộ dụng cụ phát triển lượng tử, mỗi bộ có khoảng 5 qubit. Công ty lên kế hoạch cho năm 2025 sẽ cho ra mắt thiết bị có kích thước chỉ bằng một card đồ họa nhưng  chứa tới khoảng 50 qubit và tiến tới sản xuất một hệ thống lượng tử  “on a chip” - nằm gọn trong một con chip - để có thể ứng dụng cho các thiết bị di động.

Được biết, máy tính lượng tử siêu dẫn Quantum Computer - là những cỗ máy khổng lồ và cực kỳ “khó tính”. Bộ xử lý lượng tử (qbit) không chỉ chế tạo cực kỳ phức tạp mà còn đòi hỏi duy trì nhiệt độ cực kỳ thấp, gần độ không tuyệt đối (-237^oC), bên cạnh đó cũng đòi hỏi chân không tuyệt đối, tức là chỉ cho phép có một vài phân tử “lơ lửng” trong một mét khối không gian.

Ví dụ bộ xử lý lượng tử 16 qubit model 2017 của IBM có kích thước khá nhỏ, nhưng được bọc trong một buồng có thể tích lên tới vài m³, được rút chân không và làm lạnh tới gần độ không tuyệt đối. Chưa kể còn cần cả một căn phòng rộng lớn để chứa các hệ thống làm lạnh, làm sạch, khử từ … Đương nhiên, nó cũng ngốn một lượng điện khổng lồ, không phải để tiêu tốn cho các phép tính mà chủ yếu để duy trì điều kiện để cho nó hoạt động.

Đây là một trong các lý do khiến điện toán lượng tử dù có nhiều thế mạnh nhưng hiện chưa thể phổ cập, kể cả đối với các quốc gia phát triển. Thế nhưng, điều này sắp tới đây có thể thay đổi nhờ vào Quantum Brilliance có xuất xứ từ Đức-Úc. 

Theo Tạp chí Điện tử.