Trong nhiều thập kỷ, máy tính lượng tử vẫn là thứ mà các nhà khoa học hứa hẹn sẽ đến nhưng chưa bao giờ thực sự đến. Nút thắt lớn nhất không phải là ý tưởng hay lý thuyết, mà là qubit, đơn vị thông tin cơ bản của máy tính lượng tử, quá mong manh và dễ mất trạng thái chỉ sau vài mili giây.
Vào ngày 4 tháng 6 năm 2026 vừa qua, Microsoft tuyên bố đã vượt qua nút thắt đó theo cách không ai dự đoán: bằng cách giao phần lớn công việc nghiên cứu cho tác nhân trí tuệ nhân tạo.
Chip lượng tử Majorana 2 vừa được Microsoft công bố có qubit duy trì trạng thái lượng tử trung bình 20 giây, với một số trường hợp kéo dài đến 1 phút. Con số này gấp hơn 1.000 lần so với Majorana 1 ra mắt năm ngoái, và vượt xa so với mức micro giây mà phần lớn đối thủ đang đạt được.
Ông Chetan Nayak, chuyên gia kỹ thuật cấp cao của Microsoft, dùng một hình ảnh đơn giản để diễn đạt mức độ cải thiện này: nếu qubit của các đối thủ như pin điện thoại chỉ dùng được một ngày, thì qubit của Majorana 2 tương đương pin dùng được ba năm trên cùng một lần sạc.
Điều làm cho bước tiến này khác biệt so với các tuyên bố đột phá trước đây là cách nó được tạo ra. Không chỉ các nhà khoa học, nền tảng tác nhân trí tuệ nhân tạo mang tên Microsoft Discovery đã được triển khai xuyên suốt toàn bộ quy trình nghiên cứu. Các tác nhân AI tự động hóa quá trình đo lường vốn trước đây tốn nhiều tuần khi làm thủ công, rút ngắn xuống còn vài giây.
Chúng phân tích gần 20 năm dữ liệu thực nghiệm trải rộng trên nhiều định dạng và kho lưu trữ khác nhau, tìm ra các mối tương quan mà không một nhà nghiên cứu nào có thể nhìn thấy trong khối lượng dữ liệu đó.
Chúng chạy mô phỏng để xác định các thành phần vật liệu hứa hẹn nhất trước khi thực hiện bất kỳ thử nghiệm vật lý nào. Và chúng phát hiện ra một cảm biến nhiệt độ chưa được hiệu chỉnh đang đưa nhiễu vào quy trình sản xuất, một lỗi mà quá trình kiểm tra của con người đã bỏ qua hoàn toàn.
Về mặt vật liệu, nhóm nghiên cứu đã thay nhôm bằng chì làm chất siêu dẫn trong cấu trúc chip. Chì có đặc tính tự nhiên che chắn qubit khỏi các nhiễu động từ vũ trụ vốn là nguyên nhân chính gây mất ổn định, dù việc xử lý chì đòi hỏi giải quyết nhiều đánh đổi kỹ thuật phức tạp mà nhóm nghiên cứu mất nhiều năm mới vượt qua.
Vùng bán dẫn cũng được cập nhật thành tổ hợp indium arsenide và indium arsenide antimonide, tạo ra trạng thái pha tô pô (topological phase) ổn định hơn so với thế hệ trước.
Nhờ bước tiến này, Microsoft tuyên bố rút ngắn lộ trình xây dựng máy tính lượng tử thực dụng từ năm 2033 xuống còn năm 2029, cắt bớt 4 năm so với kế hoạch ban đầu. Nếu đạt được mục tiêu đó, các ứng dụng trong khám phá thuốc, khoa học vật liệu, mã hóa và tối ưu hóa sẽ mở ra những khả năng mà máy tính thông thường không bao giờ chạm tới được.
Tuy nhiên cần nhắc lại rằng Microsoft có tiền lệ đáng lo ngại trong lĩnh vực này. Năm 2018, công ty từng tuyên bố quan sát thấy Majorana zero modes và phải rút lại sau khi bị cộng đồng khoa học phản bác. Majorana 1 năm 2025 phục hồi một phần uy tín với kết quả được đăng trên tạp chí khoa học có bình duyệt.
Majorana 2 cũng đi kèm bài báo khoa học và sẽ phải vượt qua cùng vòng kiểm định độc lập đó trước khi giới vật lý chấp nhận hoàn toàn. Bước tiến 1.000 lần là con số ấn tượng, nhưng trong lĩnh vực lượng tử, con số ấn tượng và thực tế được kiểm chứng vẫn là hai thứ khác nhau.
Nguồn: GenK