 |
| Hình ảnh minh họa về một máy tính lượng tử. Ảnh: Getty Images |
Photon Queue, công ty công nghệ lượng tử tại Mỹ, vừa công bố hoàn tất vòng gọi vốn hạt giống trị giá 4 triệu USD, do quỹ Playground Global dẫn dắt. Công ty cho biết nguồn vốn này sẽ giúp đẩy nhanh việc nghiên cứu máy tính lượng tử và quang tử học, hai lĩnh vực then chốt trong chiến lược phát triển của họ.
Photon Queue đang xây dựng một hệ thống có khả năng giữ tạm thời các hạt ánh sáng, hay còn gọi là photon, để những bộ phận khác nhau trong một máy tính lượng tử hoặc mạng lưới lượng tử có thể phối hợp đúng thời điểm cần thiết. Nghe qua tưởng đơn giản, nhưng việc canh đúng thời điểm lại là một bài toán nan giải trong các hệ thống lượng tử hiện nay.
Phần lớn hệ thống lượng tử dựa trên photon hiện nay dùng các hạt ánh sáng để truyền thông tin giữa những bộ xử lý khác nhau, đồng thời kết nối các hệ thống lượng tử tách biệt với nhau. Giới nghiên cứu còn dùng ánh sáng để phân phối hiện tượng vướng víu lượng tử, thực hiện các phép đo hoặc kích hoạt những thao tác tính toán, dù vậy photon di chuyển với tốc độ cực lớn và không tự nhiên nán lại chờ đợi.
Đây chính là vấn đề nếu những photon đó cần đến cùng một điểm vào cùng một thời điểm để phục vụ một phép tính cụ thể. Để giải quyết, hệ thống cần một dạng bộ nhớ dành cho photon, đóng vai trò khu vực chờ giúp đảm bảo phép tính có thể hoàn tất trọn vẹn.
Đây chính xác là điều Photon Queue đang cố gắng tạo ra. Nói một cách đơn giản, công ty phát triển một thiết bị tiếp nhận photon, sau đó dùng bộ chuyển mạch quang học để dẫn hạt ánh sáng đó vào một đường đi mà các gương phản xạ có độ phản chiếu cao bao quanh.
Thiết kế này giữ cho photon tiếp tục di chuyển vòng quanh đường đi đó cho đến khi hệ thống cần dùng đến nó cho một phép tính cụ thể, tương tự cách máy bay bay vòng chờ hạ cánh tại một sân bay đang quá tải. Thách thức kỹ thuật cốt lõi nằm ở việc ngăn photon thất thoát mỗi lần nó chạm vào gương hoặc bộ chuyển mạch, bởi ngay cả những hao hụt rất nhỏ cũng trở nên đáng lo ngại một khi photon phải di chuyển qua vòng lặp nhiều lần.
Một điểm cải tiến quan trọng khác là toàn bộ hệ thống này vận hành được ở nhiệt độ phòng, không cần đến các thiết bị làm lạnh sâu phức tạp. Đây cũng là lý do vòng gọi vốn mới sẽ cung cấp nguồn lực quan trọng, giúp đội ngũ Photon Queue tiếp tục chinh phục thách thức kỹ thuật này.
Nathan Arnold, đồng sáng lập kiêm giám đốc điều hành Photon Queue, giải thích trong thông cáo báo chí rằng máy tính lượng tử muốn phát huy giá trị thực tế cần photon di chuyển qua mạng lưới với độ chính xác, hiệu suất và khả năng canh thời gian ở mức phi thường, và ông cùng cộng sự lập ra Photon Queue chính để giải quyết bài toán đó.
Ông Arnold cho biết thêm, trong chưa đầy hai năm, đội ngũ Photon Queue đã đưa công nghệ từ phòng thí nghiệm ra thành phần cứng thương mại triển khai thực tế, với khách hàng là những phòng thí nghiệm quốc gia và trường đại học hàng đầu. Ông nhấn mạnh việc hợp tác với Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia và Đại học Maryland là một điểm xác nhận quan trọng cho thấy bộ nhớ lượng tử đang trở thành hạ tầng thiết yếu cho kỷ nguyên tính toán tiếp theo.
Marissa Ramirez de Chanlatte, nhà đầu tư tại Playground Global, nhận xét rằng Photon Queue đã xây dựng được một giải pháp tinh gọn, biến đột phá trong quang học lượng tử thành phần cứng thương mại với những tín hiệu ban đầu tích cực từ khách hàng, đồng thời tin rằng đây là công ty nền tảng sẽ định hình cả hạng mục bộ nhớ lượng tử.
Saikat Guha, giáo sư danh dự Clark ngành kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Maryland, đồng thời là giám đốc Trung tâm Mạng lưới Lượng tử của NSF, cho rằng bộ nhớ lượng tử là công nghệ nền tảng thiết yếu cho các hệ thống lượng tử phân tán, trong đó hiệu năng, hiệu suất và khả năng tích hợp dễ dàng đều đóng vai trò quan trọng. Ông nói thêm rằng cách tiếp cận của Photon Queue, lưu trữ photon trực tiếp trong không gian tự do ở nhiệt độ phòng, có sức hấp dẫn riêng vì loại bỏ được sự phức tạp của kỹ thuật làm lạnh sâu, hệ thống chân không hay quá trình chuyển đổi tín hiệu, và ông kỳ vọng sẽ tiếp tục hợp tác cùng đội ngũ Photon Queue trong các nghiên cứu về mạng lưới lượng tử, cảm biến và truyền thông lượng tử.
