Bước nhảy lớn của Quantum đưa các trung tâm dữ liệu vào trung tâm chú ý

Trong bài viết này

• GOOGL
• AMZN
• IONQ
• MSFT

Theo dõi cổ phiếu yêu thích của bạn TẠO TÀI KHOẢN MIỄN PHÍ

Vi mạch lượng tử Majorana 1 của Microsoft

Microsoft

Sau nhiều thập kỷ chủ yếu bị giới hạn trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu, công nghệ lượng tử có thể gần đến bước đột phá hơn nhiều so với dự đoán của nhiều người trên Phố Wall.

Công nghệ này, sử dụng các nguyên lý của cơ học lượng tử để giải quyết các vấn đề vượt quá khả năng của các siêu máy tính cổ điển mạnh nhất, đã lâu được mô tả là mang tính viễn tưởng. Nhưng những tiến bộ nhanh chóng đã thúc đẩy đầu tư vào lĩnh vực này và khơi nguồn các cuộc thảo luận về cách các máy tính mạnh mẽ này sẽ tích hợp với các ngành công nghiệp như ngành trung tâm dữ liệu đang bùng nổ.

“Đến cuối thập kỷ này, chúng tôi tự tin rằng sẽ có những máy trong các trung tâm dữ liệu có giá trị thương mại,” Zulfi Alam, phó chủ tịch tập đoàn của Microsoft về lượng tử, nói với CNBC.

“Tôi đã không thể nói rõ ràng như vậy vào năm ngoái, nhưng năm nay, tôi có thể khẳng định rằng đến năm 2029, bạn sẽ có những máy có giá trị thương mại, nghĩa là chúng sẽ thực hiện các phép tính mà các máy cổ điển không thể làm được,” Alam, người đang dẫn đầu phát triển máy lượng tử mở rộng của công ty, nói.

Máy tính cổ điển sử dụng các công tắc, hay bit, để truyền qua hoặc chặn dòng điện tại bất kỳ thời điểm nào để thực hiện các phép tính. Số lượng bit càng lớn, khả năng tính toán càng mạnh. Trong khi đó, máy tính lượng tử sử dụng khả năng của một số vật liệu ở nhiệt độ cực thấp để tồn tại đồng thời ở trạng thái ‘bật’ và ‘tắt’. Điều này cho phép các bit lượng tử, hay qubit, thực hiện cùng một phép tính với tốc độ vượt trội.

Microsoft, năm ngoái công bố một chip tính toán lượng tử mới gọi là Majorana, nằm trong số các nhà cung cấp dịch vụ siêu quy mô — các công ty cung cấp năng lực tính toán có thể mở rộng nhanh chóng theo nhu cầu — như Google và Amazon, đang đầu tư mạnh vào công nghệ này.

Patrick Moorhead, CEO và nhà phân tích chính tại Moor Insights & Strategy, cho biết ông cũng thấy các nhà cung cấp dịch vụ siêu quy mô và nhà cung cấp nền tảng tăng cường đầu tư qua dịch vụ đám mây, kiểm soát giá cả và nền tảng phát triển, trong khi lĩnh vực quốc phòng đang đầu tư sớm vào cả công nghệ lượng tử và mạng lưới.

Chính phủ cũng đang tăng cường đầu tư của mình, với Trung Quốc dẫn đầu với gần 18 tỷ USD đầu tư công vào công nghệ lượng tử, theo Trung tâm Kinh tế Chính trị Quốc tế châu Âu (ECIPE), một tổ chức nghiên cứu.

Hầu hết các lộ trình ngành công nghiệp hiện nay đều đặt việc triển khai các hệ thống này trong khoảng thời gian từ 2028 đến 2032, theo Ellie Brown, nhà phân tích lượng tử và kinh tế đám mây tại S&P Global Market Intelligence.

UBS dự đoán lợi ích của công nghệ lượng tử sẽ đến vào đầu những năm 2030, mặc dù các lộ trình của công ty đang định hướng sớm hơn, theo Madeleine Jenkins, nhà phân tích tại UBS. “Nhiều công ty nói với tôi rằng năm 2027 sẽ là một năm lớn cho lượng tử về mặt lộ trình, về những gì đã đạt được,” cô nói.

Tổng thể, các mốc thời gian này cho thấy một lĩnh vực đang tiến dần đến việc triển khai thực tế, đồng thời đặt ra những câu hỏi quan trọng về cách hạ tầng dữ liệu ngày nay sẽ cần phải phát triển để hỗ trợ điều đó.

Thay đổi nhu cầu năng lượng

Trong một báo cáo dài 103 trang được công bố vào tháng 1, các nhà phân tích của UBS do Jenkins dẫn đầu cho biết ngành công nghiệp đang gần hoàn thiện một máy tính lượng tử có thể tiêu tốn hàng chục triệu đô la để xây dựng nhưng có khả năng giải quyết một vấn đề trong 200 giây, trong khi một siêu máy tính thông thường sẽ mất 10.000 năm.

Về tác động đến hệ sinh thái trung tâm dữ liệu, các chuyên gia nói với CNBC rằng lượng tử có thể giảm nhu cầu năng lượng của các cơ sở tiêu thụ nhiều điện năng này đồng thời giảm tải công việc cần thiết để huấn luyện AI.

Tôi đã không thể nói rõ ràng như vậy vào năm ngoái, nhưng năm nay, tôi có thể khẳng định rằng đến năm 2029, bạn sẽ có những máy có giá trị thương mại, nghĩa là chúng sẽ thực hiện các phép tính mà các máy cổ điển không thể làm được.

Zulfi Alam

Phó chủ tịch tập đoàn của Microsoft về lượng tử

Về mặt năng lượng, công nghệ lượng tử sẽ cần “một phần nhỏ so với trung tâm dữ liệu sử dụng,” Jenkins nói.

“Điều quan trọng là thời gian; nếu bạn lấy cùng một vấn đề mà sẽ mất hàng nghìn giờ để giải quyết, và thay thế bằng một máy lượng tử chỉ mất vài giây hoặc phút, rõ ràng bạn sẽ cần ít năng lượng hơn nhiều,” cô nói.

Alam của Microsoft cũng nhấn mạnh rằng các máy tính lượng tử tiêu thụ ít năng lượng hơn, nhấn mạnh rằng Majorana 1 “cho thấy nhiều sức mạnh hơn toàn bộ quá trình tính toán của hành tinh này trong lòng bàn tay của bạn và nó không chạy quá nóng. Nó chạy lạnh.”

Trong khi công nghệ lượng tử đang tiến bộ nhanh chóng, khả năng cao là trong ngắn hạn, nó sẽ chưa thể thay thế hoàn toàn các máy tính cổ điển mà các trung tâm dữ liệu hiện nay đang lưu trữ.

“Lý tưởng nhất, toàn bộ hiệu quả của một khối lượng công việc giải quyết vấn đề sẽ giảm xuống, nhưng sẽ không hoàn toàn thay thế,” Brown của S&P nói.

xem ngay

VIDEO4:02

De Masi: Các hệ thống lượng tử sẽ tiết kiệm năng lượng hơn nhiều so với AI cổ điển

Giao dịch toàn cầu

Alam của Microsoft nhấn mạnh rằng các hệ thống lượng tử sẽ không hoạt động độc lập. “Một máy lượng tử không phải là một thực thể độc lập. Nó là một công cụ lai. Nó là một bộ gia tốc lượng tử cần một máy tính hiệu suất cao rất gần đó,” ông nói.

Moorhead của Moor Insights & Strategy cũng lưu ý rằng nếu lượng tử mở rộng quy mô, nó có khả năng đóng vai trò bổ sung, tạo ra một loại “hạ tầng đặc biệt” mới trong các trung tâm dữ liệu và chuyển hướng thiết kế cơ sở sang các “tổ hợp lượng tử” đi kèm với nhu cầu về năng lượng và nhiệt riêng.

“Trong ngắn hạn, nó sẽ không thay thế động lực năng lượng chính, đó là mở rộng trung tâm dữ liệu AI, nhưng nó sẽ bổ sung các phần tải đặc biệt và phức tạp vận hành,” ông nói với CNBC qua email.

Cuối cùng, nó có khả năng thay đổi hình dạng của nhu cầu, nhưng không phải quy mô, với sự bùng nổ AI vẫn là động lực chính thúc đẩy các cơ sở này.

Các rào cản phía trước

Việc xây dựng hệ thống như vậy trong môi trường trung tâm dữ liệu thực tế sẽ không dễ dàng và có thể yêu cầu các cơ sở mới hoàn toàn được thiết kế riêng.

Hiện chỉ có một số ít máy tính lượng tử chuyên dụng được triển khai trong các trung tâm dữ liệu, với các nhà cung cấp lượng tử đang lên kế hoạch xây dựng các tiêu chuẩn ngành để giúp thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi hơn, theo Brown và nhà phân tích của S&P, Kelly Morgan.

Vẫn còn rất nhiều công việc tùy chỉnh cần thực hiện để tích hợp các hệ thống lượng tử vào trung tâm dữ liệu, Brown nói, đồng thời bổ sung rằng, “chúng ta thiếu nhân tài lượng tử để khai thác và lắp đặt hiệu quả.”

Nhưng về lâu dài, cô dự đoán sẽ có “mối quan hệ tương tác tốt giữa lượng tử và một số lĩnh vực khác của trung tâm dữ liệu, bao gồm AI,” nơi hai công nghệ có thể hợp tác để giải quyết các vấn đề.

Tim Adams, chủ tịch kiêm CEO của Viện Tài chính Quốc tế, cho biết những trở ngại này nhấn mạnh sự cần thiết của việc tiếp tục đầu tư vào hạ tầng trung tâm dữ liệu trong thập kỷ tới.

“Trung tâm dữ liệu là cần thiết để thúc đẩy chuyển đổi công nghệ và nên được xem như một trong những khoản đầu tư có khả năng mang lại thành tựu chuyển đổi lớn trong vòng mười năm tới,” Adams nói với CNBC.

Và giai đoạn này đã bắt đầu, với Brown chỉ ra một đợt hoạt động M&A nhằm xây dựng năng lực cần thiết cho giai đoạn thương mại của lượng tử.

“Trong ba tháng qua, hoạt động M&A đã rất lớn,” Brown nói, lưu ý nhiều thông báo mua lại từ công ty lượng tử IonQ. “Có rất nhiều sự định vị trong lĩnh vực này không chỉ để nâng cao tài năng và công nghệ lượng tử, mà còn để kiểm soát chuỗi cung ứng đó một chút.”

Cùng với các cơ hội mà tính toán lượng tử mang lại, khi nói đến rủi ro, an ninh dữ liệu có thể là mối đe dọa lớn nhất.

Theo UBS, một máy tính lượng tử đủ mạnh có thể phá vỡ các phương pháp mã hóa hiện tại, có nghĩa là hệ thống an ninh sẽ không còn đáng tin cậy nữa. Báo cáo của ngân hàng Thụy Sĩ cảnh báo rằng các công ty sẽ phải triển khai các kỹ thuật mã hóa an toàn lượng tử mới, và việc đầu tư vào chúng sẽ bắt đầu trong vài năm tới.

Dù có sự gia tăng đầu tư này, Alam của Microsoft cảnh báo rằng con đường phía trước sẽ không dễ dàng. “Sẽ cần rất nhiều máu, mồ hôi và nước mắt,” ông nói, dự đoán sẽ có nhiều thử thách khi các máy lượng tử đi vào hoạt động — từ việc đáp ứng các tiêu chuẩn hiệu suất đến giải quyết các vấn đề kỹ thuật phức tạp — tất cả đều cần “đồng thuận đúng thời điểm” để phép màu thực sự xảy ra.