Bữa Tiệc Tính Toán Lượng Tử của Google: Sự Kiện Tinh Tế Nhưng Tinh Xảo Nhất Trong Lĩnh Vực Vật Lý năm 2025

“Muốn tham gia một buổi tiệc tính toán lượng tử không?”

Tôi không ngờ đến câu hỏi này. Đầu óc tôi đau nhức: Tôi vừa kết thúc cuộc phỏng vấn một giờ với Jarrod McClean, một nhà khoa học máy tính lượng tử của Google, và tôi đang lên kế hoạch tinh thần để viết ghi chú của mình. Bài nói của anh ấy đã thu hút tôi vào ngày trước đó: McClean nói hăng say, đưa đầu gối tóc xoăn dài đẹp mắt, khi anh ấy chỉ vào các phương trình và sơ đồ trên bảng trình chiếu PowerPoint. Khán giả của anh ấy là một phòng đầy những nhà vật lý tại Hội nghị Tháng Ba của Hội Vật lý Hoa Kỳ, hội nghị vật lý lớn nhất thế giới, và tôi ở đó để viết cho tờ báo của tổ chức. Thuật toán máy tính lượng tử đầu tiên, McClean nói với tôi, sẽ mô phỏng ngày càng phức tạp hơn các phân tử với mục tiêu cuối cùng là khám phá ra các vật liệu mới hữu ích.

Tất nhiên, tôi nghĩ, tôi có thể trò chuyện nhẹ nhàng một chút. McClean đào trong cặp xách của anh ấy và đưa cho tôi một bưu thiếp với một giọt ferrofluid đen nhọn nhấn vào chính nó. Phía trên giọt nước, những từ: “Bữa Tiệc AI Tính Toán Lượng Tử Của Google. Thứ Năm, Ngày 8 Tháng 3, 7:30 tối. Sân thượng, Khách sạn Standard.”

Đó là buổi tiệc vật lý sang trọng nhất mà tôi từng tham gia—và cũng rất phức tạp theo các tiêu chuẩn không phải vật lý. Bên cạnh tầm nhìn toàn cảnh của đường chân trời LA, địa điểm có hai quầy bar mở, cây giả mạo uốn cong để giống như mèo lớn hơn cuộc sống và một bàn dài của thức ăn nhẹ. Nghệ sĩ biểu diễn trượt qua theo đôi, khoác trên mình những bức rèm màu be dài được thêu hoa đỏ. Họ không đáp lại câu hỏi. Bên cạnh các hũ nước, một băng nhỏ các nhà nghiên cứu tụ tập quanh một laptop, cố gắng hoàn thiện các slide PowerPoint cho ngày tiếp theo.

“Điều này là không thể tưởng tượng được năm năm trước,” nhà vật lý Stephen Jordan, một nghiên cứu viên của Microsoft mà tôi gặp gần thang máy, nói. “Chúng ta không có tiền hoặc tâm thế.”

Chắc chắn họ có tâm thế bây giờ. Năm ngoái, các đại diện lớn trong lĩnh vực tính toán lượng tử—Google, Intel, IBM—công bố các mốc công nghệ mới mỗi vài tháng. Tháng 11, IBM công bố một máy tính lượng tử 50-qubit. Tuần trước, Google công bố một máy 72-qubit. Tại buổi tiệc, nhà vật lý John Martinis của Google, người đứng đầu bộ phận phần cứ cốt lõi lượng tử của công ty, nói với tôi rằng anh ấy nghĩ họ đang gần đạt được “chủ thể lượng tử”—nghĩa là họ có thể sớm thực hiện một thuật toán mà máy tính cổ điển không thể. Các công ty và học giả muốn mở rộng quy mô của những máy này hơn nữa, thậm chí đang thảo luận về cách họ có thể xây dựng chúng với công nghệ sản xuất vi chip silic hữu hiệu, nhà vật lý Mercedes Gimeno-Segovia của Đại học Bristol nói.

Một sinh viên năm nhất nói với tôi rằng anh ấy đã tham gia hai buổi tiệc tính toán lượng tử sang trọng khác trong cùng một tuần—một do IBM tổ chức và một do Rigetti, một công ty có trụ sở ở vùng vịnh Bay sản xuất phần cứng và phần mềm lượng tử. “IBM làm một loại cocktail gọi là ‘gin entanglement,’” Edward Leonard của Đại học Wisconsin-Madison nói về cơ chế mà các qubit tính toán trong máy tính lượng tử. Nhưng, bạn biết đấy, với rượu hoa cúc thay vì mạch si superconducting. “Nó ngon,” anh ấy nói. “Khá giống như một cốc gin tonic.”

Tuy nhiên, sự kỷ niệm có thể vẫn là quá sớm. Tại hội nghị có sự tham gia của khoảng 11,000 người, một số người trình bày đã cẩn trọng chỉ ra rằng máy tính lượng tử sẽ cần khoảng một triệu qubit trước khi chúng trở nên phổ biến sử dụng—nhiều hơn nhiều so với 72 của Google, giả định là lý do cho bữa tiệc. Hiện tại, các nhà khoa học vẫn đang kiểm tra xem máy tính lượng tử của họ hoạt động, điều này có nghĩa là họ chỉ thực hiện các thuật toán đơn giản. Ví dụ, các nhà nghiên cứu tại Google và IBM đã mô phỏng các phân tử nhỏ như hydro mà các nhà vật lý đã hiểu rõ. Các nhà nghiên cứu của Intel đang chuẩn bị mô phỏng các hiện tượng cụ thể, được nghiên cứu kỹ lưỡng, xảy ra trong các nhóm electron. Thuật toán của McClean đòi hỏi việc sử dụng cả máy tính lượng tử và cổ điển để đạt được độ chính xác.

Tôi nhận ra McClean, tóc của anh ấy có thể thấy từ xa. “Bạn đã thấy nghệ sĩ biểu diễn chưa?” anh ấy hỏi tôi. Khó có thể bỏ qua họ. Một nghệ sĩ biểu diễn—một phụ nữ tên là Yozmit, sau này sẽ hát cho chúng tôi bằng giọng hát sâu, có đeo một chiếc mũ bảo hiểm trong suốt được trang trí bằng đèn LED. “Bữa tiệc này rất Hartmut,” McClean nói. “Những nghệ sĩ biểu diễn là bạn bè cá nhân của anh ấy.”

Bên cạnh quầy bar, ông đứng đó: Hartmut Neven. Một nhà vật lý quản lý Quantum Artificial Intelligence Lab của Google, Neven đã tổ chức sự kiện. Anh ấy mặc trang phục phù hợp với dịp: một chiếc blazer đen với cổ áo hơi nhẹ, đôi giày màu sáng đầy gai, và một cặp kính râm đặt trên trán.

“Tôi chọn những thứ nghịch ngợm mà tôi nghĩ các nhà vật lý sẽ đánh giá,” anh ấy nói với tôi, mỉm cười, trong khi vẫy một cốc cocktail nửa uống lên không trung. “Đó là lý do tại sao có những tia laser”—anh ấy chỉ vào một hình chiếu trên tường—“và âm nhạc analog trực tiếp.” Tôi nhìn thấy một người đang chơi nhạc cụ có vẻ như là một cái đàn ghi ta điện tử hai nòng ở góc phòng. Người chơi khác đang chơi âm thanh tổ hợp từ synthesizer.

“Bạn phải ở trong tâm trạng tốt mới có thể đánh giá được điều này,” ai đó nói.

Gimeno-Segovia điều bước về phía tôi, nắm trong tay chiếc áo thun miễn phí mà cô vừa nhận được. Tôi hỏi ý kiến của cô về trang trí. “Tôi nghĩ rằng điều này nên trông giống như sự liên kết,” cô ấy nói, chỉ vào một hình chiếu của các đường nút trên tường giống như màn hình chờ của Windows 95. Trên một tường khác là hình chiếu của các hình học lặp lại như một ống nhòm. “Tôi không chắc chúng liên quan như thế nào đến máy tính lượng tử,” cô ấy nói. “Bạn nên đi phỏng vấn Hartmut.”

Có vẻ rằng ít người hiểu rõ về bữa tiệc. Điều này cũng không khác biệt so với hội nghị chính nó, nơi các nhà vật lý có bằng tiến sĩ thường xuyên thừa nhận rằng các bài thuyết trình đầy ngôn ngữ chuyên ngành mà họ vừa tham gia là không thể hiểu. Điều này không phải là điều bất thường cho lĩnh vực phức tạp này, từ vật lý lượng tử (hiểu cơ chế của máy tính) đến kỹ thuật (cách tạo ra máy tính) đến thiết kế phần mềm (rất nhiều toán học).

Vậy tại sao họ lại phải hào hứng về máy tính lượng tử ngay bây giờ? Đến khi nào máy tính lượng tử nào đó trở nên thực sự có ý nghĩa sẽ mất nhiều năm—thậm chí là thập kỷ. Các máy tính lượng tử hiện tại không thể tự sửa lỗi của chúng. Thiết kế máy tính lượng tử của Microsoft được làm từ những đối tượng vi mô được gọi là anyons mà không thể kết luận tồn tại. Họ không chắc chắn máy tính sẽ hữu ích cho việc gì—nhưng chúng sẽ tuân theo cơ học lượng tử, một bộ quy tắc cơ bản khác biệt so với những quy tắc chúng ta quen thuộc trong điện tử, điều này có nghĩa, có thể, nó có thể giải quyết một tập hợp vấn đề cơ bản khác biệt. Ít nhất, bữa tiệc đã dịch sự hứng thú thành một ngôn ngữ chúng ta tất cả có thể hiểu: quầy bar mở.

Bước Nhảy Lượng Tử

• Thời đại của máy tính lượng tử đã đến. Triển vọng: không rõ

• Nhiều công ty—bao gồm cả JP Morgan và Daimler—đang kiểm tra các máy tính mà hiện chưa có ích lợi

• Trò chuyện video qua lượng tử được mã hóa quốc tế này quan trọng hơn bạn nghĩ