PsiQuantum đang đẩy nhanh lộ trình phát triển máy tính lượng tử quy mô lớn dựa trên photon. Theo MIT Technology Review ngày 14/7 (giờ địa phương), công ty chọn hướng sản xuất chip tại các nhà máy bán dẫn hiện hữu và đặt mục tiêu xây dựng một hệ thống thực dụng bằng cách kết nối khoảng 100 tủ làm lạnh.

PsiQuantum được thành lập năm 2016 bởi 4 nhà vật lý từng học tập và nghiên cứu tại Anh. Khác với nhiều công ty mới chỉ phát triển các nguyên mẫu quy mô nhỏ, PsiQuantum ngay từ đầu đã theo đuổi mục tiêu xây dựng hệ thống thương mại cỡ lớn.

Năm ngoái, công ty huy động được 1 tỷ USD và hợp tác với chính quyền địa phương để khởi công một trung tâm tại Chicago, đồng thời chuẩn bị trung tâm thứ hai ở Australia.

PsiQuantum cho biết cơ sở này sẽ sẵn sàng vận hành trước năm 2027. Tuy nhiên, mốc thời gian này chủ yếu phản ánh việc hoàn tất khâu chuẩn bị cho hệ thống làm lạnh và phần cứng, chứ chưa đồng nghĩa với việc hoàn thiện một máy tính lượng tử đầy đủ ở quy mô hoàn chỉnh.

Điểm khác biệt của PsiQuantum nằm ở việc chọn photon làm qubit, thay vì qubit siêu dẫn hoặc electron. Photon có thể duy trì trạng thái lượng tử trong thời gian dài hơn, nhưng lại khó tương tác với nhau, khiến việc điều khiển các phép tính trở nên phức tạp.

Để giải quyết bài toán này, công ty phát triển kiến trúc dựa trên mạng công tắc quang học, bộ chia chùm tia và bộ dò. Photon được tạo ra bằng laser, đưa vào trạng thái rối, đi qua mạch để thực hiện tính toán, rồi được đo ở công đoạn cuối.

Tại cơ sở ở Milpitas, bang California, PsiQuantum đang kết nối 3 tủ làm lạnh để thử nghiệm 250 chip trên mỗi tủ. Bước tiếp theo là lắp đặt hệ thống làm lạnh cỡ lớn tại Australia, trước khi mở rộng lên cấu hình kết nối khoảng 100 tủ.

Hệ thống hiện hoạt động ở mức 2 K. Theo công ty, hệ thống làm lạnh sử dụng heli lỏng là một trong những khoản đầu tư lớn nhất.

Về chuỗi cung ứng, PsiQuantum tự sản xuất barium titanate rồi chuyển đến nhà máy của GlobalFoundries tại Malta, bang New York, để chế tạo chip. Công ty muốn tận dụng cấu trúc tương tự chuỗi sản xuất chip silicon photonics đang được dùng cho các trung tâm dữ liệu nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất hàng loạt.

PsiQuantum hiện là một trong hai doanh nghiệp, cùng với Microsoft, đạt cấp độ 3 trong chương trình đánh giá doanh nghiệp lượng tử của Chính phủ Mỹ. Dù vậy, bên ngoài công ty vẫn có những ý kiến cho rằng công nghệ của PsiQuantum không dễ kiểm chứng.

Công ty cho biết đang chuẩn bị các thuật toán cho các lĩnh vực vật liệu, pin và hàng không vũ trụ, phối hợp cùng Lockheed Martin, Mercedes và Airbus. Phó chủ tịch Philippe Ernst nói mục tiêu là rút ngắn thời gian tính toán enzyme P450 liên quan đến quá trình phân hủy thuốc xuống còn 4 phút.