Điện toán lượng tử sẽ là cuộc cách mạng tiếp theo của dịch vụ đám mây

IBM, Microsoft và Amazon đang nỗ lực để cung cấp và mở rộng quyền truy cập vào công nghệ mới cho các khách hàng bằng cách triển khai mô hình điện toán lượng tử như một dịch vụ đám mây (cloud).

Công nghệ này mới chỉ đang ở giai đoạn phát triển sơ khai, nhưng việc truy cập vào điện toán lượng tử qua dịch vụ đám mây đang mang lại cho các công ty cơ hội khám phá mảng kinh doanh tiềm năng. Các dịch vụ như vậy cũng vẽ ra viễn cảnh cho phép nhiều người tiếp cận máy tính lượng tử trong nhiều năm tới: Qua dịch vụ đám mây và kết hợp với máy tính truyền thống.

Jeffrey Welser - Phó chủ tịch của IBM Research chia sẻ với CNN Business: "Tất cả chúng tôi đều rất hào hứng về điện toán lượng tử, thật đáng kinh ngạc khi nó phát triển quá nhanh. Đưa điện toán lượng tử lên đám mây đã giúp tăng tốc quá trình này, vì bạn có thể truy cập nó mà không cần tốn quá nhiều tài nguyên và công sức để tự xây dựng một máy tính lượng tử riêng”.

Vào tháng 11 năm ngoái, Microsoft tuyên bố sẽ bắt đầu cung cấp dịch vụ máy tính lượng tử trên nền tảng đám mây Azure của hãng cho các khách hàng “có chọn lọc”. Sau đó một tháng, đến lượt Amazon Web Services (AWS) cũng công bố một dịch vụ tương tự. Trước đó, IBM cung cấp dịch vụ điện toán lượng tử trên nền tảng đám mây của họ từ năm 2016 và tuần trước cũng phát đi thông báo đã có 100 công ty hiện sử dụng dịch vụ này của họ để thử nghiệm điện toán lượng tử, bao gồm cả Delta Air Lines, Goldman Sachs và Daimler.

Nhìn rộng ra, các dịch vụ đám mây lượng tử sẽ trông giống như thế này: Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây sẽ có các trung tâm dữ liệu trang bị các hệ thống máy tính lượng tử khổng lồ, giống như họ đang làm với các máy tính thông thường trên các dịch vụ đám mây thương mại phổ biến hiện nay. Người dùng sẽ truy cập vào chúng từ máy tính cá nhân của họ và viết phần mềm của riêng họ hoặc sử dụng phần mềm hiện có để khai thác sức mạnh tính toán của hệ thống điện toán lượng tử mà không cần thực sự phải hiểu rõ cách thức hoạt động của nó.

Ví dụ, khi bạn truy cập Gmail, bạn đang sử dụng máy tính của mình như một cổng thông tin vào hệ thống máy tính lớn của Google. Điều tương tự với dịch vụ đám mây lượng tử.

Lợi ích của điện toán lượng tử là gì?

Về cơ bản, máy tính lượng tử xử lý thông tin theo cách khác so với máy tính thông thường, vì vậy chúng sẽ có thể giải quyết các vấn đề mà các máy tính truyền thống ngày nay không thể làm được (hoặc mất quá nhiều thời gian).

Các máy tính truyền thống thực hiện tính toán bằng bit - dạng dữ liệu tồn tại ở một trạng thái tại một thời điểm và được quy ước 1 hoặc 0. Nhưng máy tính lượng tử lại sử dụng các bit lượng tử (còn gọi là Qbits), có thể là số 0, 1 hoặc bất kỳ sự kết hợp nào của hai số này, giúp tăng tốc quá trình xử lý lên nhanh hơn rất nhiều.

Hầu hết mọi người có khả năng truy cập các máy tính lượng tử trong đám mây trong tương lai gần, thay vì mua các máy tính lượng tử riêng lẻ cho nhà hoặc văn phòng của họ. Vì máy tính lượng tử đắt đỏ và đòi hỏi nhiều về đầu tư, chúng cần được bảo quản ở nhiệt độ cực lạnh - lạnh hơn 200 lần so với nhiệt độ phòng. Nhưng máy tính lượng tử chỉ hữu ích ở một số lĩnh vực riêng, còn với một vài lĩnh vực thì chúng gần như vô dụng hoặc không mang lại lợi ích đáng kể, ví dụ như lưu trữ ảnh hay sắp xếp hóa đơn sau bữa tối.

Những lợi ích thực sự sẽ xuất phát từ việc người dùng có quyền truy cập vào cả máy tính truyền thống và lượng tử đám mây. Nó giống như một chiếc chiến đấu cơ phản lực với tốc độ vượt xa so với ô tô hoặc xe máy, giúp giải quyết những thứ mà ô tô hay xe máy không làm được. Nhưng trong hầu hết trường hợp, bạn sẽ không lái máy bay đi làm hoặc đi ăn, phi công vẫn cần một chiếc xe máy hoặc ô tô để đưa họ tới máy bay chiến đấu.

Điện toán lượng tử đặc biệt hiệu quả trong việc mô hình hóa các kịch bản phức tạp. Andrew Fursman - CEO của 1QBit cho biết, một trong những khách hàng đầu tiên của công ty ông là công ty hóa chất Dow Inc. Phát triển các hóa chất mới từ lâu đã yêu cầu phải thực hiện thủ công việc trộn các hóa chất khác nhau vào ống nghiệm và quan sát hiện tượng xảy ra. Nhưng phần mềm của 1QBit đã loại bỏ hình thức thủ công tốn kém và mất thời gian này bằng cách mô phỏng các thí nghiệm này trên máy tính lượng tử.

Máy tính lượng tử chưa đủ tiên tiến để thay thế phương pháp cũ ở lần thực nghiệm cuối cùng để xác nhận phép toán (mô phỏng), nhưng nó có khả năng giúp Dow tiết kiệm được một lượng lớn thời gian và tiền bạc cho các thực nghiệm thủ công. Các chuyên gia cho biết, những lĩnh vực như phát triển công nghệ pin mới cho xe điện hay các cải tiến hệ thống sử dụng để kiểm soát không lưu cũng là đối tượng tiềm năng của điện toán lượng tử.

Cần đầu tư dài hạn

Những lợi ích chính nằm ở dài hạn. Phó chủ tịch Welser của IBM cho biết ông ước tính sẽ mất ít nhất 5 năm để bắt đầu thấy các ứng dụng kinh doanh và lợi nhuận xuất phát từ công nghệ lượng tử đám mây. Trong khi nhà phân tích cấp cao Timothy Horan của Oppenheimer cho biết, công nghệ này đầy hứa hẹn nhưng chưa rõ tác động tài chính với các nhà cung cấp đám mây hoặc khách hàng của họ vì các ứng dụng kinh doanh lượng tử đám mây vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm.

Nhưng không có câu hỏi nào mà các công ty chật vật hơn việc nỗ lực tìm cơ hội để trở thành công ty dẫn đầu trong lĩnh vực điện toán lượng tử. Hồi tháng 10 năm ngoái, Google cho biết họ đạt được “ưu thế lượng tử” với một cỗ máy có khả năng tính toán cực nhanh - một tuyên bố khiến nhiều đối thủ cạnh tranh của họ phải đặt dấu hỏi và hoài nghi. Google cho biết họ cũng đang nỗ lực để cung cấp dịch vụ đám mây lượng tử riêng của mình.

Ở phạm vi toàn cầu, Mỹ và Trung Quốc đang chạy đua để phát triển công nghệ lượng tử - thứ có thể đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng quân sự lẫn kinh tế và khoa học kỹ thuật, bên cạnh cuộc đua 5G gay gắt đang diễn ra. Welser cho biết cách để thúc đẩy các ứng dụng kinh doanh quan trọng sớm xuất hiện là phải nỗ lực thu hút ngày càng nhiều công ty và nhà thử nghiệm gia nhập vào dịch vụ đám mây lượng tử càng sớm càng tốt.

Các công ty đã sẵn sàng bắt đầu rót tiền vào công nghệ lượng tử ở giai đoạn đầu này vì tiềm năng ứng dụng của nó là rất lớn. Timothy Horan - nhà phân tích của Oppenheimer nhận định: "Nếu nó bắt đầu cất cánh, chúng ta có thể phát minh ra các vật liệu mới, tạo ra các loại thuốc mới. 99% ứng dụng của nó chúng ta sẽ chưa thể đoán được ngay lúc này, cho tới khi thị trường điện toán lượng tử đám mây được phổ cập rộng rãi”.