Trí tuệ nhân tạo đang giúp đẩy nhanh các đột phá trong điện toán lượng tử khi các nhà nghiên cứu đang chạy đua xây dựng những cỗ máy mà một ngày nào đó có thể thách thức mật mã bảo mật Bitcoin và phần lớn internet hiện đại.

Trong hội nghị Build thường niên vào thứ Ba, Microsoft đã công bố Majorana 2, một chip lượng tử topo mới mà họ cho biết đáng tin cậy hơn 1.000 lần so với phiên bản tiền nhiệm. Microsoft cho biết chip này đạt được tuổi thọ qubit trung bình là 20 giây, với một số qubit kéo dài tới một phút.

Trong một bài đăng trên blog sau thông báo, Microsoft cho biết nền tảng Microsoft Discovery và các công cụ AI chủ động của họ đã giúp các nhà nghiên cứu phân tích hàng thập kỷ nghiên cứu lượng tử, xác định vật liệu tiềm năng, tự động hóa các phép đo, tối ưu hóa quy trình chế tạo và phát hiện các lỗi sản xuất giúp cải thiện độ tin cậy của qubit.

“Bằng cách áp dụng những tiến bộ gần đây trong AI chủ động được thiết kế đặc biệt để tăng tốc quá trình khoa học và đẩy mạnh hợp tác, đội ngũ lượng tử của Microsoft đang vượt qua các rào cản chính về độ tin cậy, tốc độ và kích thước đã hạn chế ứng dụng điện toán lượng tử vào các tình huống thực tế,” Microsoft viết.

Majorana 2 được xây dựng dựa trên chip Majorana 1 của Microsoft bằng cách thay thế siêu dẫn topo dựa trên nhôm bằng thiết kế dựa trên chì, giúp bảo vệ qubit tốt hơn khỏi nhiễu, một thay đổi mà Microsoft cho biết đã dẫn đến những cải thiện đáng kể về độ tin cậy và tốc độ. Kết hợp với thiết kế qubit nhỏ gọn, công ty cho biết, họ đang đưa điện toán lượng tử có thể mở rộng đến gần hơn với hiện thực – điều mà họ hiện dự kiến đạt được vào năm 2029.

“Chúng tôi cần thực hiện những cải tiến mỗi năm để tiến gần hơn đến việc cung cấp một chiếc máy tính mà chúng tôi tin rằng sẽ có giá trị thương mại và xã hội to lớn,” Chetan Nayak, Thành viên Kỹ thuật của Microsoft, cho biết trong một tuyên bố. “Chúng tôi phải tiếp tục đi theo lộ trình đó để hoàn thành mục tiêu, nhưng chúng tôi đang ở đâu so với năm ngoái? Chúng tôi tốt hơn 1.000 lần.”

Để giúp các nhà nghiên cứu từ nhiều quốc gia và lĩnh vực khác nhau điều hướng khối lượng kiến thức ngày càng tăng của dự án, đội ngũ lượng tử của Microsoft đã phát triển một tác nhân AI có khả năng tổ chức, phân tích và trình bày thông tin từ khắp chương trình.

“Việc sử dụng AI chủ động để tự động hóa các phép đo đã thay đổi cuộc chơi,” Zulfi Alam, phó chủ tịch điều hành mảng lượng tử tại Microsoft, cho biết. “Nó thực hiện một số phép toán và bắt đầu nói, ‘Này, tôi tìm điểm thấp nhất nơi mọi thứ hoạt động ở đâu?’ Và nó có thể thực hiện tất cả các điều chỉnh điện áp song song này, điều mà con người không thể làm được. Cách bộ não của chúng ta hoạt động, chúng ta tuyến tính hơn.”

Thông báo này được đưa ra trong bối cảnh lo ngại liên tục về "Q-Day" (Ngày Q), thời điểm một máy tính lượng tử trở nên đủ mạnh để phá vỡ mật mã khóa công khai được sử dụng rộng rãi, cho phép kẻ tấn công suy ra khóa riêng tư từ các khóa công khai bị lộ và đánh cắp tiền.

Bitcoin được nhiều người dự đoán sẽ là một trong những mục tiêu lớn nhất khi điều đó xảy ra, với khoảng 461 tỷ USD giá trị BTC được cho là có nguy cơ bị đe dọa do các khóa công khai bị lộ. Đây là một tương lai tiềm năng mà các nhà phát triển đang cố gắng giải quyết trước khi nó trở thành hiện thực.

“Những gì một máy tính lượng tử có thể làm, và điều này có liên quan đến Bitcoin, là giả mạo các chữ ký số mà Bitcoin hiện đang sử dụng,” Justin Thaler, đối tác nghiên cứu tại Andreessen Horowitz và phó giáo sư tại Đại học Georgetown, trước đây đã nói với Decrypt. “Ai đó có máy tính lượng tử có thể ủy quyền một giao dịch rút tất cả Bitcoin ra khỏi tài khoản của bạn, hoặc, dù bạn muốn nghĩ thế nào đi nữa, khi bạn không ủy quyền nó. Đó là mối lo ngại.”

Microsoft không đơn độc trong việc báo cáo những tiến bộ nhanh chóng. Vào tháng 10, chip Willow của Google đã chứng minh việc giảm đáng kể tỷ lệ lỗi lượng tử, trong khi nghiên cứu gần đây hơn từ Caltech cho thấy việc phá vỡ mật mã đường cong elliptic có thể yêu cầu ít tài nguyên lượng tử hơn so với ước tính trước đây.

Google dự đoán Q-Day có thể đến vào năm 2032, trong khi các nhà nghiên cứu khác cho rằng nó có thể xảy ra vào năm 2030.