Peter Chapman, CEO của công ty khởi nghiệp lượng tử IonQ, cho biết: "Sự khác biệt giữa máy tính lượng tử và máy tính cổ điển thậm chí còn lớn hơn khác biệt giữa máy tính cổ điển và bút, giấy. Bởi vì máy tính lượng tử xử lý thông tin theo cách khác".

Ở máy tính thông thường, dữ liệu được mã hóa thành số nhị phân (bit) và gán cho 2 giá trị Tắt và Mở, tương ứng là 0 và 1. Nó chỉ có thể nhận được 1 trong 2 giá trị 0 hoặc 1. Trong khi đó, máy tính lượng tử cho phép các hạt hạ nguyên tử tồn tại đồng thời ở nhiều trạng thái cho phép chúng tồn tại trong khoảng từ 0 tới 1, hoặc cả hai cùng một lúc.

Các bit lượng tử, hay "qubit", do đó có thể xử lý một lượng thông tin nhanh hơn nhiều so với một máy tính bình thường.

Tuy nhiên, máy tính lượng tử không được tạo ra để thay thế máy tính cổ điển. Chúng sẽ là những công cụ đặc biệt chỉ được sử dụng để giải quyết các vấn đề phức tạp, nặng về dữ liệu, đặc biệt là những vấn đề sử dụng máy học, đòi hỏi hệ thống có thể dự đoán và cải thiện theo thời gian.

Các công ty lớn đang đầu tư vào công nghệ lượng tử

Từ một thí nghiệm nghiên cứu cơ bản, điện toán lượng tử nay đã phát triển thành một công cụ nắm giữ tương lai của nhiều ngành công nghiệp. Chẳng hạn trong y học, máy tính lượng tử có thể xác định trình tự DNA nhanh chóng, từ đó mở ra khả năng bào chế thuốc đặc thù cho từng cá nhân.

Các chuyên gia dự đoán điện toán lượng tử sẽ giúp con người giải mã nhiều bí ẩn về sinh học và quá trình tiến hóa, chữa bệnh ung thư và thậm chí thực hiện các bước để đảo ngược biến đổi khí hậu. Thị trường điện toán lượng tử được dự báo sẽ đạt giá trị 64,98 tỷ USD vào năm 2030, so với chỉ 507,1 triệu USD vào năm 2019.

Một số công ty công nghệ lớn đang đầu tư rất nhiều nguồn lực vào lĩnh vực này. Microsoft, Google và Amazon hiện sở hữu các nền tảng điện toán đám mây hỗ trợ công cụ lượng tử. Ngoài ra, AT&T đã hợp tác với Viện Công nghệ California để thành lập Liên minh Công nghệ lượng tử (AQT) với mục tiêu tập hợp sức mạnh của "các ngành công nghiệp, chính phủ và giới học thuật nhằm tăng tốc phát triển công nghệ lượng tử và các ứng dụng thực tế". Trong khi đó, công ty khởi nghiệp chuyên về công nghệ lượng tử D-Wave đã thu hút được 199,69 triệu USD từ nhiều nhà đầu tư.

Một trong những mục tiêu chính mà nhiều công ty đang phấn đấu đạt được là uy quyền lượng tử (quantum supremacy). Khi đạt đến khả năng này, máy tính lượng tử có thể giải quyết các vấn đề phức tạp trong thời gian ngắn hơn đáng kể so với máy tính cổ điển thông thường. Vào tháng 10/2019, Google đã tuyên bố xây dựng thành công máy tính lượng tử Sycamore và đạt được uy quyền lượng tử, tuy nhiên, nhiều chuyên gia vẫn nghi ngờ về khả năng thực sự của cỗ máy này.

Giám đốc mảng phần cứng lượng tử của Intel, ông Jim Clarke, cho rằng uy quyền lượng tử không nên là mục đích phát triển ở hiện tại. Mục tiêu thực sự phải là tính thực tiễn, khi máy tính lượng tử có thể làm điều gì đó thay đổi cuộc sống. Trên thực tế, dù máy tính lượng tử đã bắt đầu hoàn thành các nhiệm vụ cơ bản, các nhà nghiên cứu vẫn chưa thể đạt tới ngưỡng thay đổi cuộc chơi nhờ công nghệ này.

Nhà phân tích Chirag Dekate của công ty nghiên cứu Gartner cho biết: "Tính toán lượng tử sẽ mất từ 5 đến 10 năm nữa mới có thể thực sự mang lại bất kỳ loại giá trị có ý nghĩa nào. Bởi vẫn còn rất nhiều vấn đề cần giải quyết xung quanh đặc tính vật lý của tính toán lượng tử, chẳng hạn như ổn định các qubit trong hệ thống".

Tuy nhiên, nhà phân tích Brian Hopkins của Forrester lại cho rằng đến khi tính toán lượng tử thành công, khả năng ứng dụng của là gần như vô hạn, do vậy bây giờ là thời điểm đầu tư hoàn hảo vào lĩnh vực này.

"Đó là lý do tại sao các công ty đang đầu tư vào tính toán lượng tử. Họ biết khi nào nó sẽ hữu ích và nó sẽ tác động thế nào đến ngành công nghệ tương lai", Hopkins nói.