Tại sao Singapore đầu tư 700 triệu đô la vào điện toán lượng tử?

Irene Tham. The Straits Times. Ngày 4 tháng 6, 2024. Lê Quang Văn dịch và thực hiện phần kỹ thuật số.

Nhiều hỏa lực hơn, dẫn đầu bởi khoản đầu tư 300 triệu đô la của Chính phủ trong 5 năm tới, sẽ được bổ sung để thúc đẩy nghiên cứu công nghệ lượng tử và đào tạo nhân tài ở Singapore.

Mục đích là xây dựng các bộ xử lý lượng tử, một động thái sẽ mở rộng ảnh hưởng của các phát triển như khám phá các loại thuốc mới và vật liệu mới để chế tạo pin có tuổi thọ cao hơn.

Điện toán lượng tử cũng có thể tăng cường khả năng và hiệu quả của trí tuệ nhân tạo tổng quát (AI tạo sinh).

Khoản bơm 300 triệu đô la, được công bố vào ngày 30 tháng 5 bởi Phó Thủ tướng Heng Swee Keat, bổ sung vào ngân sách nghiên cứu và phát triển ban đầu 400 triệu đô la mà Quỹ Nghiên cứu Quốc gia đã đổ vào công nghệ lượng tử kể từ năm 2002.

Do chi phí cao chỉ một số ít quốc gia khác - bao gồm Hoa Kỳ, Trung Quốc, Pháp, Phần Lan, Đức, Hàn Quốc và Nhật Bản - đang thực hiện nhiệm vụ xây dựng một máy tính lượng tử quốc gia để có được kinh nghiệm trực tiếp với công nghệ này.

1. Điện toán lượng tử là gì?

Nó tương tự như máy tính truyền thống, nhưng hoạt động ở nhiệt độ mát hơn nhiều gần như không tuyệt đối, nhiệt độ mà tại đó một hệ thống nhiệt động lực học có năng lượng thấp nhất - tương ứng với âm 273,15 độ C.

Dưới các lớp vỏ và các thành phần đông lạnh để đạt được trạng thái cực lạnh này - lạnh hơn ngoài vũ trụ - các vật thể lượng tử như electron hoặc hạt ánh sáng được điều khiển để thực hiện các phép tính toán học phức tạp ngoài tầm với của máy tính truyền thống.

Máy tính truyền thống lưu trữ thông tin dưới dạng 0 hoặc 1. Máy tính lượng tử sử dụng các bit lượng tử (qubit) để biểu diễn và lưu trữ thông tin trong một hỗn hợp phức tạp của 0 và 1 đồng thời. Khi số lượng qubit tăng lên, một máy tính lượng tử trở nên mạnh hơn theo cấp số nhân.

Lịch sử phát triển lâu dài của điện toán lượng tử bắt đầu từ những năm 1970, khi nhà vật lý người Mỹ Paul Anthony Benioff chứng minh khả năng lý thuyết của máy tính lượng tử.

Bằng cách khai thác vật lý lượng tử, điện toán lượng tử có tiềm năng thu thập một số lượng lớn các khả năng trong vài giờ và xác định một giải pháp có thể xảy ra. Một máy tính truyền thống sẽ mất hàng trăm nghìn năm để thực hiện một nhiệm vụ tương tự.

Máy tính lượng tử nguyên mẫu đầu tiên của Nhật Bản, được công bố vào năm 2017, có thể thực hiện các phép tính phức tạp nhanh hơn 100 lần so với siêu máy tính thông thường.

Máy tính lượng tử của Google được tạo ra vào năm 2019 có thể thực hiện trong 200 giây, một phép tính sẽ mất khoảng 10.000 năm cho siêu máy tính nhanh nhất thế giới.

Một năm sau, vào năm 2020, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc đã lắp ráp một máy tính lượng tử có thể thực hiện trong 200 giây một phép tính rằng một siêu máy tính thông thường sẽ mất 2,5 tỷ năm để hoàn thành.

2. Lợi ích thực tế của điện toán lượng tử là gì?

Ứng dụng thực tế đầu tiên của nó có thể là trong hóa học.

Ngày nay, một máy tính truyền thống có thể mô phỏng cấu trúc của một phân tử nước đơn giản, nhưng chỉ những máy tính lượng tử mạnh mới có thể mô phỏng chính xác các phân tử phức tạp hơn như enzyme, protein và DNA. Mô phỏng phân tử phức tạp là chìa khóa để khám phá ra thuốc mới.

Dựa trên thành công của vắc-xin Covid-19 RNA thông tin (mRNA) trong đại dịch Covid-19, các công ty y sinh đang phát triển vắc-xin mRNA cho bệnh sốt rét, lao và HIV, tất cả đều đang gây ra nhiều ca tử vong ở các nước có thu nhập thấp. Đây là một ứng dụng tiềm năng cho điện toán lượng tử.

Các máy tính lượng tử mạnh hơn cũng có thể tăng tốc độ khám phá các vật liệu mới để giải quyết các vấn đề về pin ngày nay. Cụ thể, pin hiệu quả hơn, an toàn hơn và xanh hơn là cần thiết cho xe điện và xe tự lái.

Pin lithium-ion cung cấp năng lượng cho ô tô sử dụng chất điện phân lỏng để di chuyển năng lượng xung quanh. Nhưng những loại pin này có thể sạc chậm và không tồn tại đủ lâu cho những chuyến đi dài hơn.

Episode 4255 - Feb 28 - Tại sao Singapore đầu tư 700 triệu đô la - Vina Technology at AI time

Vina Technology at AI time - Công nghệ Việt Nam thời AI

Episode 4255 - Feb 28 - Tại sao Singapore đầu tư 700 triệu đô la - Vina Technology at AI time