PsiQuantum kỳ vọng vào máy tính lượng tử khổng lồ dùng ánh sáng

Được thành lập năm 2016 bởi 4 nhà vật lý từ các trường đại học Anh, PsiQuantum lựa chọn photon - các hạt ánh sáng - làm qubit, đơn vị cơ bản của máy tính lượng tử.

Theo thiết kế, hệ thống sẽ gồm khoảng 100 tủ thép cao gần 2 m, được làm lạnh bằng heli lỏng xuống mức chỉ vài độ trên độ không tuyệt đối. Bên trong là hàng trăm chip cùng hàng nghìn photon di chuyển qua mạng lưới công tắc quang học và bộ chia chùm tia.

Việc kiểm soát chính xác từng photon được xem là chìa khóa để thực hiện những phép tính mà máy tính thông thường có thể mất hàng triệu năm mới xử lý được.

Máy tính lượng tử được kỳ vọng tạo bước tiến trong nghiên cứu dược phẩm, vật liệu và trí tuệ nhân tạo. PsiQuantum cho rằng công nghệ của họ có thể rút ngắn đáng kể thời gian mô phỏng phản ứng phân tử, qua đó hỗ trợ thiết kế thuốc mới hoặc phát triển pin hiệu quả hơn.

Thách thức lớn nhất là duy trì độ ổn định của các trạng thái lượng tử vốn rất mong manh. Photon có ưu điểm là giữ trạng thái lượng tử lâu, nhưng di chuyển nhanh, dễ tán xạ và khó tương tác với nhau. PsiQuantum đang xử lý hạn chế này bằng hệ thống bộ chia chùm tia, bộ dò và các mạch quang học chuyên dụng.

PsiQuantum đã huy động 1 tỷ USD, khởi công một cơ sở tại Chicago và đang xây dựng cơ sở thứ hai ở Australia. Công ty cho biết địa điểm tại Australia dự kiến sẵn sàng lắp đặt phần cứng vào năm 2027, nhưng chưa cam kết thời điểm hoàn thành máy tính lượng tử quy mô đầy đủ.

Công nghệ của PsiQuantum hiện được Cơ quan Dự án nghiên cứu quốc phòng tiên tiến Mỹ đánh giá trong chương trình xem xét khả năng xây dựng máy tính lượng tử quy mô ứng dụng. Dù vậy, giới chuyên gia cho rằng hiệu quả thực tế vẫn khó kiểm chứng vì phần lớn tiến trình phát triển chưa được công bố rộng rãi.

PsiQuantum đặt mục tiêu xây dựng hệ thống khoảng 1 triệu qubit. Tuy nhiên, tham vọng này vẫn phụ thuộc vào khả năng mở rộng phần cứng, kiểm soát lỗi và phát triển các thuật toán phù hợp.