Tập đoàn Alphabet vừa công bố một bước đột phá quan trọng trong lĩnh vực tính toán lượng tử: Bộ phận Google Quantum AI đã phát triển và lần đầu tiên triển khai thành công thuật toán Quantum Echoes trên bộ xử lý lượng tử mới mang tên Willow của họ. Đây là cột mốc lịch sử, đánh dấu lần đầu tiên một bài toán tính toán lượng tử được thực hiện nhanh hơn các siêu máy tính cổ điển, đồng thời kết quả của nó có thể được kiểm chứng và tái tạo trên các thiết bị lượng tử khác.
Những kết quả ấn tượng của thành tựu này đã được công bố trên tạp chí khoa học uy tín Nature vào ngày 21 tháng 10 năm 2025. Thuật toán Quantum Echoes, khi vận hành trên chip Willow, đã chứng minh khả năng tăng tốc đáng kinh ngạc, nhanh hơn khoảng 13.000 lần so với siêu máy tính cổ điển mạnh nhất hiện nay là Frontier.
Sự gia tăng tốc độ phi thường này là một bước tiến quan trọng hướng tới việc ứng dụng thực tế các phép tính lượng tử. Điều này có ý nghĩa sâu sắc: những nhiệm vụ mà các máy tính cổ điển phải mất hàng nghìn năm mới hoàn thành, giờ đây có thể được giải quyết chỉ trong vài giờ nhờ vào thiết bị lượng tử tiên tiến này.
Ý tưởng cốt lõi đằng sau thuật toán này nằm ở việc khai thác hiện tượng gọi là “tiếng vọng lượng tử” (quantum echo) – các hiệu ứng giao thoa phức tạp phát sinh trong quá trình thực hiện các thao tác tuần tự với các bit lượng tử (qubit). Đi kèm với đó là khả năng tái cấu trúc ngược lại sau khi quá trình giao thoa kết thúc.
Phương pháp tiếp cận độc đáo này cho phép các nhà khoa học nghiên cứu hành vi của những hệ thống phức tạp, chẳng hạn như phân tử, vật liệu từ tính, hoặc thậm chí là lỗ đen, với độ chính xác cao. Hơn nữa, nó còn đảm bảo tính xác thực khi kết quả có thể được xác minh bởi bất kỳ máy tính lượng tử nào khác hoặc thông qua các thí nghiệm trong tự nhiên.
Khả năng mô phỏng khoảng cách và cấu trúc giữa các phân tử có ý nghĩa đặc biệt, mở ra những chân trời mới cho việc phát triển vật liệu, công nghệ và thuốc men mới. Trong các thử nghiệm gần đây, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc tính toán cấu trúc của các hệ thống chứa 15 và 28 nguyên tử, một thành tựu đã thu hút sự quan tâm lớn từ các lĩnh vực hóa học và sinh học ứng dụng.
Ông Michel Devoret, nhà khoa học trưởng của đội ngũ Google Quantum AI và là người đoạt giải Nobel Vật lý năm 2025, đã nhấn mạnh tầm quan trọng của bước tiến này đối với tương lai thực tiễn của công nghệ lượng tử. Bên cạnh đó, Tom O’Brien, một trong những nhà nghiên cứu hàng đầu của Google Quantum AI, cũng khẳng định rằng khả năng kiểm tra và tái tạo kết quả là yếu tố then chốt để hiện thực hóa ứng dụng tính toán lượng tử trong khoa học và công nghiệp.
Thành tựu ngày hôm nay là một bước tiến vững chắc hướng tới việc tạo ra các thiết bị có khả năng giải quyết các vấn đề kỹ thuật và khoa học thực tế. Nó biến máy tính lượng tử không chỉ còn là một đột phá lý thuyết mà trở thành công cụ hữu ích của tương lai.
Sự kiện trọng đại này xác nhận rằng Kỷ nguyên Xanh (Blue Age) của công nghệ lượng tử đã thực sự bắt đầu. Trong những năm sắp tới, nhân loại sẽ được chứng kiến những cơ hội mới mẻ, mà trước đây từng được coi là không thể đạt được, mở ra trước mắt nhờ vào sức mạnh của tính toán lượng tử.