Trung Quốc vừa công bố máy tính lượng tử quang học thế hệ mới mang tên Jiuzhang 4.0 - được các nhà nghiên cứu khẳng định có thể vượt xa siêu máy tính cổ điển nhanh nhất thế giới hiện nay, qua đó củng cố tham vọng dẫn đầu trong cuộc đua giành “ưu thế lượng tử” của Bắc Kinh.

Kết quả nghiên cứu được công bố ngày 13/5 trên tạp chí khoa học "Nature", đánh dấu cột mốc mới trong chương trình phát triển lượng tử đang tăng tốc của Trung Quốc. Dự án do nhóm nhà khoa học thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc dẫn dắt, đứng đầu là nhà vật lý lượng tử nổi tiếng Pan Jianwei.

Theo SCMP, Jiuzhang 4.0 chỉ mất 25 micro giây để hoàn thành lấy mẫu Gaussian boson  - dạng bài toán lượng tử cực khó đối với máy tính truyền thống. Nhóm nghiên cứu ước tính siêu máy tính mạnh nhất thế giới hiện nay là El Capitan của Mỹ sẽ cần hơn 10 mũ 42 năm để xử lý cùng tác vụ.

Được biết lấy mẫu Gaussian boson là dạng bài toán chuyên biệt trong điện toán lượng tử, vốn được xem gần như bất khả thi đối với các hệ thống máy tính cổ điển.

“Với hiểu biết hiện tại của chúng tôi, không có tài nguyên điện toán cổ điển thực tế nào có thể giúp thuật toán MPS đạt độ chính xác tương đương thí nghiệm này”, nhóm nghiên cứu cho biết.

Quy mô xử lý tăng gấp nhiều lần

Jiuzhang 4.0 vận hành với 1.024 đầu vào trạng thái nén trên mạng giao thoa gồm 8.176 chế độ, đồng thời có thể thao tác và phát hiện tới 3.050 photon - quy mô lớn hơn hơn 10 lần so với các thí nghiệm trước đây.

Trong bài báo khoa học, ông Pan cùng các cộng sự nhận định bộ xử lý mới đại diện cho “bước nhảy vọt về quy mô” so với các thế hệ trước.

Nhóm nghiên cứu chia sẻ, hệ thống này có thể khám phá số lượng trạng thái lượng tử khổng lồ với độ phức tạp mà ngay cả các siêu máy tính mạnh nhất hiện nay cũng khó mô phỏng một cách thực tế.

Theo công bố, hệ thống đạt hiệu suất nguồn photon 92% và hiệu suất tổng thể 51%, qua đó giải quyết một trong những nút thắt lớn nhất của điện toán lượng tử quang học: tình trạng thất thoát photon trong các mạch quang học quy mô lớn.

Cạnh tranh Mỹ - Trung ngày càng nóng

Bước tiến mới tiếp tục nối dài thành tích của dòng máy Jiuzhang. Phiên bản Jiuzhang 3.0 ra mắt tháng 10/2023 từng đạt tỷ lệ ưu thế lượng tử 10 mũ 16, trong khi mẫu Jiuzhang đầu tiên công bố cuối năm 2020 trở thành hệ thống quang tử đầu tiên trên thế giới chứng minh được lợi thế tính toán lượng tử.

Khác với hướng đi sử dụng qubit siêu dẫn của các tập đoàn công nghệ Mỹ như Google, IBM hay Microsoft, dòng Jiuzhang của Trung Quốc phát triển theo hướng quang học, sử dụng photon thay vì qubit siêu dẫn.

Tốc độ phát triển nhanh của Trung Quốc đang làm gia tăng cạnh tranh với Mỹ, nơi các công ty công nghệ đổ mạnh vốn vào những hệ thống lượng tử có khả năng lập trình và sửa lỗi nhằm phục vụ ứng dụng thương mại trong tương lai.

Công nghệ lượng tử hiện được xem là một trong những mặt trận chiến lược quan trọng nhất trong cuộc cạnh tranh công nghệ Mỹ - Trung, với tiềm năng ứng dụng trải rộng từ mã hóa, AI, nghiên cứu thuốc, mô phỏng quốc phòng cho tới hạ tầng điện toán thế hệ mới.