IBM Công Bố Kế Hoạch Lượng Tử: Máy tính "Starling" Chịu Lỗi Quy mô Lớn vào Năm 2029

IBM đã công bố một lộ trình chi tiết và tham vọng nhằm hiện thực hóa một trong những mục tiêu khó khăn nhất trong điện toán lượng tử: xây dựng máy tính lượng tử quy mô lớn, chịu lỗi (fault-tolerant) đầu tiên trên thế giới, dự kiến hoàn thành vào năm 2029. Hệ thống này, được đặt tên là IBM Quantum Starling, sẽ được xây dựng tại Trung tâm Dữ liệu Lượng tử mới của IBM ở Poughkeepsie, New York. 

Mục tiêu và Khả năng của Starling

Khả năng chịu lỗi là yếu tố then chốt vì các qubit (bit lượng tử) vô cùng nhạy cảm với nhiễu môi trường, dẫn đến lỗi tính toán. Máy tính chịu lỗi sẽ phát hiện và sửa chữa những lỗi này trong thời gian thực để đảm bảo kết quả chính xác.

• Hiệu suất Mục tiêu: IBM Quantum Starling được kỳ vọng có thể thực hiện 100 triệu cổng lượng tử trên 200 qubit logic, một khả năng tính toán gấp 20.000 lần so với các máy tính lượng tử hiện tại của hãng.

• Qubit Logic: Để đạt được khả năng chịu lỗi, nhiều qubit vật lý được gộp lại để tạo thành một qubit logic duy nhất, có tỷ lệ lỗi thấp hơn đáng kể.

Lộ trình và Kiến trúc Đột phá

Để đạt được mục tiêu Starling 2029, IBM đã công bố các mốc quan trọng theo từng năm:

• 2025 (IBM Quantum Loon): Được thiết kế để kiểm tra các thành phần kiến trúc cho mã sửa lỗi qLDPC (quantum Low-Density Parity Check) mới, bao gồm các "bộ ghép nối C" (C-couplers) để kết nối qubit trên cùng một chip.

• 2026 (IBM Quantum Kookaburra): Bộ xử lý mô-đun đầu tiên của IBM, được thiết kế để kết hợp bộ nhớ lượng tử với các hoạt động logic, là khối xây dựng cơ bản để mở rộng hệ thống chịu lỗi vượt ra ngoài một chip đơn lẻ.

• 2027 (IBM Quantum Cockatoo): Sẽ kết nối hai mô-đun Kookaburra bằng "bộ ghép nối L" (L-couplers), liên kết các chip lượng tử lại với nhau như các nút trong một hệ thống lớn hơn, giải quyết vấn đề mở rộng quy mô.

• 2029 (IBM Quantum Starling): Sự kiện đỉnh cao của lộ trình, đánh dấu việc ra đời của hệ thống chịu lỗi, quy mô lớn đầu tiên.

IBM cho rằng việc giải quyết thành công các thách thức về sửa lỗi và kiến trúc mô-đun đã biến mục tiêu này từ một vấn đề khoa học thành một thách thức kỹ thuật có thể đạt được. Thành công của Starling sẽ là nền tảng cho hệ thống tiếp theo là IBM Quantum Blue Jay, dự kiến vào năm 2033 với 2.000 qubit logic.