Phần Lan âm thầm trở thành quốc gia hàng đầu về máy tính lượng tử, hướng tới tích hợp AI để tạo ra một cỗ máy “siêu phàm”

Giữa cơn bão trí tuệ nhân tạo, máy tính lượng tử vẫn phát triển và chậm rãi đến đích.

Năm 1965, nhà tiên phong về lĩnh vực đông lạnh học Olli V. Lounasmaa đã thiết lập Phòng thí nghiệm Nhiệt độ Thấp (LTL) tại trường Đại học Aalto nhằm nghiên cứu vật lý ở nhiệt độ cực thấp. Bỏ ngoài tai những hoài nghi ban đầu vì "không lý do gì để nghiên cứu về cái lạnh ở Phần Lan", dự án LTL đã phát triển mạnh mẽ, thu hút các nhà nghiên cứu từ khắp nơi trên thế giới, từ đó đặt nền móng cho hệ sinh thái startup máy tính lượng tử hàng đầu của Phần Lan.

Đã từ lâu, máy tính lượng tử vốn thuộc về lãnh giới của giấc mơ. Câu nói của đại văn hào khoa học giả tưởng Arthur C. Clarke từ thập niên 70, rằng "bất kỳ công nghệ tiên tiến nào cũng đều không thể phân biệt được với ma thuật", dường như tiên đoán về những hiện tượng như rối lượng tử.

Tuy nhiên, từng mảnh ghép của bức tranh toàn cảnh đang dần được ghép lại, với một tốc độ nhanh chưa từng có.

Những chướng ngại vật hiện tại

Trước khi đi sâu vào lĩnh vực lượng tử, đây là một chút thông tin cơ bản về máy tính lượng tử sử dụng bit lượng tử làm đơn vị cơ bản của dữ liệu. Những khái niệm chúng ta hiện có khá khiêm tốn, nhưng tiềm năng của chúng có lẽ phải so sánh với … phép thuật.

Trong một tương lai xán lạn, nơi giấc mơ lượng tử trở thành hiện thực, máy tính lượng tử sẽ có thể giải quyết các vấn đề phức tạp, bao gồm biến đổi khí hậu, phát minh siêu vật liệu mới và ứng dụng được chúng, tìm ra loại thuốc mới, tạo ra những hình thức mã hóa siêu an toàn và nhiều hơn nữa.

“Mục tiêu cuối cùng sẽ là vận hành một số hệ thống trí tuệ nhân tạo, tăng tốc AI với sự giúp đỡ của máy tính lượng tử, và hệ thống như vậy sẽ có thể giải quyết một số câu hỏi ở mức độ siêu phàm", Juha Vartiainen, nhà đồng sáng lập của IQM - công ty Phần Lan đang dẫn đầu Châu Âu về phần cứng mạch siêu dẫn của máy tính lượng tử - chia sẻ với The Next Web.

"Có thể đó sẽ là những câu hỏi triết học liên quan tới về bản chất của thế giới, sinh ra khi lần đầu tiên có quyền truy cập vào thế giới lượng tử", anh Vartiainen mơ màng suy tư. Về cơ bản, đó là những câu hỏi cực kỳ quan trọng về Cuộc sống, về Vũ trụ và về Vạn vật.

Nhưng đây vẫn là thế giới mới chỉ tồn tại trong mơ. Công nghệ lượng tử, và đặc biệt là máy tính lượng tử, vẫn còn trong giai đoạn thai nghén. Các startup đang tìm cách khẳng định vị thế của mình trong lĩnh vực cần phải tìm cách tồn tại về mặt tài chính trong thời kỳ được gọi là “kỷ nguyên NISQ”. Khái niệm này này viết tắt cho Noisy Intermediate-Scale Quantum (tạm dịch là Lượng tử Tầm Trung vẫn còn Nhiễu), nhắc tới tình hình hiện tại nơi các phép toán vẫn có tỷ lệ lỗi cao do nhiễu lượng tử, đồng thời số lượng qubit của máy tính còn hạn chế.

Đây vẫn được coi là thời kỳ khai phá, chưa phải lúc xuất hiện những ứng dụng thương mại thực sự. Điều này đồng nghĩa với việc các startup máy tính lượng tử đối mặt với khó khăn thiếu vốn để duy trì tốc độ phát triển.

Vấn đề địa chính trị của lượng tử giới

Do khó khăn trong việc thu hút vốn đầu tư, lợi thế trong lĩnh vực máy tính lượng tử chủ yếu thuộc về các quốc gia có chính phủ sẵn lòng đầu tư cho những lợi ích về kinh tế và địa chính trị tương lai. Năm 2022, Trung Quốc đã đổ vào công nghệ này 15,3 tỷ USD, tiếp theo là chỉ 1,8 tỷ USD từ chính phủ Hoa Kỳ, và 1,2 tỷ USD từ Liên minh Châu Âu.

Thị trường máy tính lượng tử, trị giá 9,3 tỷ USD vào năm 2022, dự kiến sẽ tăng lên 203 tỷ USD vào năm 2032. Các công ty có dự án lượng tử đáng chú ý bao gồm các gã khổng lồ công nghệ như IBM, Google, Amazon và Microsoft. Vậy mà, một quốc gia nhỏ ở Bắc Âu đã xây dựng một hệ sinh thái công nghệ lượng tử dẫn đầu thế giới — bao gồm một công ty mà nếu vắng mặt, máy tính lượng tử sẽ chẳng thể tồn tại.

"Theo quan điểm của chúng tôi, đây mới là khởi đầu câu chuyện", Jonas Geust, CEO của Bluefors, công ty dẫn đầu thị trường toàn cầu sản xuất thiết bị làm lạnh cho máy tính lượng tử. Đó chính là những "đèn chùm" màu vàng giữ cho các qubit lạnh và ổn định, là thành tố tối quan trọng để qubit siêu dẫn ngày nay hoạt động.

Mặc dù vậy, khi quy mô hệ thống máy tính lượng tử ngày một lớn, những chùm đèn màu vàng sẽ trở thành công nghệ “tối cổ”. Thiết bị làm lạnh lớn nhất của Bluefors tính đến nay là KIDE, được xây dựng để hỗ trợ hệ thống 1.000 qubit (như chip Quantum Condor của IBM). KIDE có cấu trúc khác biệt ở chỗ nó đứng trên sàn, thay vì treo từ trần nhà.

KIDE có dạng hình lục giác, hỗ trợ đặt một KIDE khác cạnh nó để liên kết nhiều máy tính lượng tử với nhau. "Chúng tôi đang xem xét cách xây dựng khả năng mở rộng dựa trên các nhu cầu công nghiệp đa dạng", Geust nói thêm.

Bluefors được thành lập vào năm 2008 bởi Rob Blauwgeers và Pieter Vorselman. Hiện nay công ty này có 600 nhân viên, doanh thu hơn 160 triệu Euro, và coi Hoa Kỳ "như ngôi nhà thứ hai". Công ty cũng đang khám phá những ứng dụng khác cho công nghệ làm lạnh cực thấp của mình, như làm mát cho cảm biến nhạy cảm dùng trong thiên văn học, lưu trữ hydro, và khoa học vật liệu cơ bản.

Sức mạnh của hệ sinh thái Phần Lan và khả năng tìm kiếm tài năng của doanh nghiệp địa phương

Ngoài truyền thống học cao, nhờ đâu Phần Lan trở thành người dẫn đầu trong lĩnh vực lượng tử này? "Thực sự thì nó gói gọn trong một khu vực nhỏ — có lẽ chỉ trong bán kính hai, ba kilomet, có kha khá đơn vị tham gia lĩnh vực lượng tử”, Vartiainen nói. Việc tiếp cận vào cơ sở vật chất và cơ sở hạ tầng được hỗ trợ bởi chính phủ nước sở tại, giúp các startup nhanh chóng bắt kịp cuộc chơi.

Về phần mình, Bluefors hoạt động tích cực với các trường đại học và nhận nhiều sinh viên thực tập vào mùa hè. Quả thật, việc hợp tác giúp ích nhiều trong giải quyết bài toán nhân sự. Đơn cử như khi cần kỹ năng kỹ thuật vi mô, Bluefors đã tìm tới Trường dạy nghề Đồng hồ đeo tay Phần Lan nằm cách họ không xa.

Khi được hỏi về khó khăn trong việc tìm kiếm nhân tài cho công việc đòi hỏi kỹ năng cao như vậy, Geust cho biết: "Đó là một thách thức liên tục diễn ra. Tôi nghĩ đây là điều mà bất kỳ ai làm việc với công nghệ mới đều trải qua".

Quãng đường đạt được ưu thế lượng tử - thời điểm máy tính lượng tử vượt khả năng tính toán của máy tính truyền thống - vẫn còn xa. Không hành trình nào thiếu đi bước đầu tiên, và dù nhanh chóng hay chậm rãi, cứ tiếp bước là ta có thể tới được đích.

GenK