Máy tính lượng tử đang trở lại tâm điểm chú ý khi nhiều tiến bộ mới trong hiệu chỉnh lỗi và qubit logic làm tăng kỳ vọng công nghệ này có thể đi vào ứng dụng thực tế trong khoảng 10 năm tới. Cùng với đó, các lo ngại dài hạn liên quan đến bảo mật của Bitcoin cũng nóng lên.

Theo Bitcoin Magazine ngày 23/9 (giờ địa phương), ngành công nghiệp máy tính lượng tử gần đây ghi nhận một số tiến bộ cho phép tăng số lượng qubit vật lý trong khi vẫn cải thiện khả năng kiểm soát lỗi. Diễn biến này khiến kịch bản xuất hiện các hệ thống lượng tử có khả năng vận hành thực tiễn trong thập kỷ tới trở nên khả tín hơn trước.

Vấn đề cốt lõi hiện không nằm ở việc nâng hiệu năng thuần túy, mà ở khả năng kiểm soát lỗi. Do đặc biệt nhạy với nhiễu từ môi trường, máy tính lượng tử với công nghệ hiện nay phải ghép nhiều qubit vật lý để tạo ra một qubit logic đủ ổn định.

Với phương pháp mã bề mặt truyền thống, để tạo một qubit logic có thể cần tới vài trăm, thậm chí gần 1.000 qubit vật lý. Đây từ lâu được xem là một trong những rào cản lớn nhất của lĩnh vực này.

Một hướng tiếp cận đang được chú ý nhằm giảm nút thắt trên là mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp lượng tử, hay qLDPC. Công nghệ này được thiết kế để phát hiện và hiệu chỉnh lỗi ngay cả giữa các qubit nằm xa nhau, qua đó giảm mạnh số qubit vật lý cần thiết để tạo qubit logic ổn định so với các phương pháp hiện tại.

Bitcoin Magazine cho rằng những tiến bộ này chưa đồng nghĩa với việc máy tính lượng tử hoàn chỉnh đã xuất hiện. Tuy nhiên, chúng cho thấy hiệu quả kỹ thuật trong việc xây dựng các hệ thống lượng tử quy mô lớn đang được cải thiện rõ rệt.

Thử nghiệm của Google cũng được xem là một tín hiệu đáng chú ý. Công ty đã sử dụng các chip Sycamore và Willow để kiểm tra liệu việc tăng số lượng qubit vật lý có giúp giảm tỷ lệ lỗi logic hay không.

Kết quả từ các thử nghiệm với 17, 49 và 101 qubit vật lý cho thấy khi quy mô qubit tăng lên, tỷ lệ lỗi logic có xu hướng giảm xuống.

Dù vậy, kết quả này không nên được hiểu là máy tính lượng tử hoàn chỉnh đã ra đời. Mục tiêu của nghiên cứu không phải thực hiện những phép tính vượt ngoài khả năng của máy tính cổ điển, mà là kiểm chứng khả năng lưu trữ ổn định thông tin lượng tử trong một khoảng thời gian nhất định.

Đáng chú ý, nhóm nghiên cứu cho biết qubit logic đã vượt qua ngưỡng mà tại đó nó có thể duy trì trạng thái kết hợp lượng tử (coherence) lâu hơn từng qubit vật lý cấu thành. Đây được xem là một cột mốc kỹ thuật quan trọng.

Trí tuệ nhân tạo, hay AI, cũng được nhắc đến như một biến số có thể đẩy nhanh tốc độ phát triển của máy tính lượng tử. AI không chỉ hỗ trợ phát triển thuật toán lượng tử mà còn được ứng dụng trong thiết kế mạch và tối ưu cách bố trí qubit.

Theo bài viết, việc sắp xếp các cổng lượng tử theo cách giảm nhiễu và độ trễ là một bài toán cực kỳ phức tạp. Vì vậy, tự động hóa thiết kế bằng AI có thể giúp nâng hiệu quả phát triển đáng kể.

Đối với mạng Bitcoin, điểm nhạy cảm nhất nằm ở rủi ro dài hạn đối với hệ mật mã. Nếu trong tương lai xuất hiện máy tính lượng tử đủ mạnh, một phần các phương thức mã hóa hiện nay có thể trở thành mục tiêu tấn công.

Đặc biệt, lo ngại rằng hệ mật mã khóa công khai của Bitcoin có thể bị máy tính lượng tử nhắm tới trong dài hạn đã liên tục được nêu ra trong giới công nghệ.

Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa máy tính lượng tử hiện nay đã đạt tới mức có thể giải mã Bitcoin. Để mối đe dọa này trở thành hiện thực, công nghệ còn phải đạt được nhiều điều kiện cùng lúc, gồm vận hành ổn định qubit logic ở quy mô lớn, kiểm soát lỗi hiệu quả và thực hiện được các phép tính giải mã trong thực tế.

Ở thời điểm hiện tại, công nghệ vẫn còn cách khá xa giai đoạn đó.

Vì vậy, trọng tâm của cuộc tranh luận hiện nay không phải là Bitcoin có bị bẻ khóa ngay bởi máy tính lượng tử hay không, mà là công nghệ mật mã có theo kịp tốc độ phát triển của máy tính lượng tử hay không. Nếu công nghệ hiệu chỉnh lỗi và qubit logic tiến nhanh hơn dự báo, việc chuẩn bị cho quá trình chuyển sang mật mã kháng lượng tử sẽ càng trở nên cấp thiết.

Bitcoin Magazine cũng cảnh báo không nên hoảng loạn quá mức, nhưng nhấn mạnh rằng khả năng phát triển của máy tính lượng tử không thể bị xem nhẹ. Dù mạng Bitcoin chưa đối mặt với mối đe dọa tức thời, trong tầm nhìn 10 năm tới, thảo luận về chuyển đổi công nghệ mật mã để ứng phó với máy tính lượng tử nhiều khả năng sẽ trở thành một vấn đề an ninh dài hạn ngày càng quan trọng.