Amazon Web Services (AWS) đang mở rộng chiến lược điện toán lượng tử trên nền tảng đám mây thông qua hợp tác với startup Mỹ QuEra Computing. Theo kế hoạch, hai bên sẽ đưa hệ thống lượng tử có sửa lỗi lên AWS Cloud trong vòng 2 năm tới, đồng thời hướng tới Libra - thế hệ máy tính lượng tử mới dự kiến ra mắt vào năm 2028.

Theo SiliconANGLE ngày 15/6 (giờ địa phương), AWS cho biết môi trường điện toán lượng tử thế hệ mới này được kỳ vọng sẽ giúp giới nghiên cứu xử lý những bài toán khoa học phức tạp mà các hệ thống hiện nay còn khó giải, từ mốc năm 2028.

Trọng tâm của thỏa thuận là công nghệ sửa lỗi lượng tử, vốn được xem là rào cản lớn nhất trên con đường thương mại hóa điện toán lượng tử. Qubit - đơn vị cơ bản của máy tính lượng tử - rất nhạy với môi trường xung quanh. Chỉ một rung động nhỏ hay biến động điện từ cũng có thể làm xáo trộn trạng thái lượng tử và gây ra sai số trong tính toán.

Vì vậy, khả năng chịu lỗi và tự sửa lỗi từ lâu được coi là điều kiện then chốt để xây dựng các hệ thống lượng tử có giá trị ứng dụng thực tế.

QuEra được thành lập năm 2018 bởi các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Harvard và Viện Công nghệ Massachusetts (MIT). Không đi theo hướng mạch siêu dẫn như IBM hay Google, công ty này phát triển công nghệ lượng tử dựa trên kiến trúc Neutral Atom.

Với cách tiếp cận này, QuEra sắp xếp và điều khiển các nguyên tử ở trạng thái Rydberg bằng laser có độ chính xác cao. Các chùm laser đóng vai trò như “nhíp quang học”, giúp duy trì và điều chỉnh trạng thái lượng tử của từng nguyên tử.

Theo QuEra, kiến trúc này có thể cải thiện độ ổn định và khả năng mở rộng của hệ thống, kể cả ở quy mô hàng nghìn qubit.

Đây không phải lần đầu AWS và QuEra hợp tác. Năm 2022, QuEra từng đưa hệ thống lượng tử analog 256 qubit mang tên Aquila lên AWS Braket, dịch vụ điện toán lượng tử trên nền tảng đám mây của AWS.

AWS Braket cho phép người dùng truy cập nhiều loại phần cứng lượng tử khác nhau, đồng thời kết hợp tài nguyên điện toán đám mây truyền thống với hệ thống lượng tử trong các mô hình tính toán lai.

Bước tiếp theo của hai bên là phát triển Libra. Theo AWS, hệ thống này được kỳ vọng đạt hơn 1 triệu phép toán lượng tử mỗi giây, hỗ trợ hàng trăm logical qubit có áp dụng sửa lỗi và vươn tới cấp độ MegaQuOp.

Nếu đạt được mục tiêu, Libra có thể vượt năng lực của các siêu máy tính hiện nay trong một số lĩnh vực như phát triển vật liệu mới, hóa học lượng tử và vật lý năng lượng cao.

QuEra cho biết trong hai năm qua, công ty đã chứng minh được tính khả thi về mặt kỹ thuật của việc điều khiển đồng thời hàng nghìn qubit trong một mô-đun tính toán duy nhất.

Mikhail Lukin, Giám đốc khoa học của QuEra, cho rằng “giấc mơ xây dựng một máy tính lượng tử hữu ích với khả năng chịu lỗi lần đầu tiên đã trở thành mục tiêu thực tế”. Ông cho biết Libra đang được thiết kế để thực hiện các phép tính lượng tử ở quy mô chưa từng có, qua đó mở ra thêm nhiều hướng ứng dụng mới.

Về phía AWS, hãng cho rằng thị trường điện toán lượng tử khó có khả năng hội tụ vào một công nghệ duy nhất. Tương tự cách doanh nghiệp sử dụng nhiều loại cơ sở dữ liệu và phiên bản máy tính khác nhau tùy theo từng tác vụ, các hệ thống lượng tử trong tương lai cũng có thể phát triển theo nhiều kiến trúc riêng cho từng ứng dụng.

Ngoài công nghệ Neutral Atom của QuEra, AWS hiện cũng theo đuổi hướng phát triển Cat Qubit tại trung tâm điện toán lượng tử của hãng.

Động thái mới cho thấy AWS đang đẩy mạnh chiến lược nền tảng, thay vì đặt cược vào một loại phần cứng duy nhất. Với mốc 2028 là điểm khởi đầu, AWS và QuEra dự kiến tiếp tục tối ưu Libra và mở rộng ứng dụng sang các lĩnh vực như thiết kế thuốc và dịch vụ tài chính.