Điểm chính:
Thành công của IBM trong việc mô phỏng vật liệu từ tính bằng quy trình siêu máy tính lấy lượng tử làm trung tâm đánh dấu một sự chuyển dịch sang tiện ích thực tế trong thị trường khoa học vật liệu trị giá 1,3 nghìn tỷ USD.
Máy tính lượng tử của IBM đã mô phỏng chính xác các vật liệu từ tính thực tế vào ngày 26 tháng 3 năm 2026, một thành tựu trước đây được cho là nằm ngoài tầm với của phần cứng thế hệ hiện tại và tỷ lệ lỗi.
"Điều này chứng tỏ rằng máy tính lượng tử có thể thực hiện mô phỏng vật liệu mà nhiều người trước đây tin rằng vượt quá khả năng hiện tại," một đại diện từ Trung tâm Khoa học Lượng tử (QSC) do Bộ Năng lượng Hoa Kỳ tài trợ cho biết.
Mô phỏng đã tái tạo dữ liệu của Phòng thí nghiệm Quốc gia bằng cách sử dụng các quy trình siêu máy tính lấy lượng tử làm trung tâm và giảm tỷ lệ lỗi phần cứng. Điều này tiếp nối cam kết của IBM về việc mở rộng quy mô lên 10.000 qubit vật lý vào năm 2029, cạnh tranh với Sycamore của Google và dòng H-series của Quantinuum.
Cổ phiếu của IBM, được giao dịch với P/E dự phóng 18 lần, đã tăng 1,2% khi đột phá này xác nhận lộ trình của công ty hướng tới các hệ thống chịu lỗi vào năm 2030.
Mô phỏng, được thực hiện với sự hợp tác của Trung tâm Khoa học Lượng tử của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, đánh dấu lần đầu tiên một bộ xử lý lượng tử đã mô hình hóa chính xác các đặc tính từ tính phức tạp của vật liệu trong thế giới thực. Khả năng này rất quan trọng để phát triển các chất siêu dẫn mới và pin hiệu suất cao, những lĩnh vực hiện đang phụ thuộc vào các siêu máy tính cổ điển vốn phải vật lộn với sự phức tạp theo cấp số nhân của các hệ thống lượng tử. Sự tham gia của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ nhấn mạnh tầm quan trọng chiến lược của máy tính lượng tử đối với an ninh quốc gia và độc lập năng lượng.
Phương pháp tiếp cận của IBM đã sử dụng một quy trình làm việc "siêu máy tính lấy lượng tử làm trung tâm" kết hợp, trong đó các bộ xử lý cổ điển xử lý việc quản lý dữ liệu và bộ xử lý lượng tử giải quyết các bài toán con cụ thể, đòi hỏi tính toán cao. Phương pháp này phản ánh chiến lược được sử dụng bởi Procter & Gamble, công ty đã giảm một bài toán tối ưu hóa cổ điển kéo dài sáu giờ xuống chỉ còn 12 phút bằng cách sử dụng phương pháp tiếp cận lượng tử-cổ điển kết hợp. Bằng cách chuyển các tính toán khó khăn nhất cho bộ xử lý lượng tử, IBM có thể đạt được kết quả mà máy tính cổ điển phải mất nhiều năm để tính toán.
Đột phá này diễn ra khi ngành công nghiệp chuyển trọng tâm từ số lượng qubit vật lý sang qubit logic—các đơn vị được sửa lỗi có khả năng tính toán đáng tin cậy. Mặc dù các hệ thống hiện tại của IBM vẫn đang trong kỷ nguyên quy mô trung gian "nhiễu", việc giảm tỷ lệ lỗi được chứng minh trong mô phỏng này cho thấy rằng các kiến trúc chịu lỗi đang chuyển từ lý thuyết sang thực tế kỹ thuật. Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học Lượng tử lưu ý rằng độ chính xác của mô phỏng được kích hoạt bởi các kỹ thuật giảm thiểu lỗi mới cho phép phần cứng duy trì sự kết hợp trong thời gian dài hơn.
Các đối thủ cạnh tranh như Google và Quantinuum cũng đang chạy đua hướng tới ngưỡng 100 qubit cho máy tính lượng tử "hữu ích". Bộ xử lý Sycamore của Google trước đây đã tuyên bố ưu thế lượng tử vào năm 2019, nhưng IBM tập trung vào khoa học vật liệu nhắm đến một ứng dụng thương mại tức thời hơn. Quantinuum, công ty gần đây đã chứng minh các qubit logic có tần suất lỗi thấp hơn tới 22 lần so với các đối tác vật lý của chúng, vẫn là một đối thủ chính trong cuộc đua sửa lỗi. Microsoft cũng là một nhân tố lớn, tích hợp các khả năng lượng tử vào nền tảng đám mây Azure của mình để cung cấp cho các nhà nghiên cứu quyền truy cập vào các hệ thống kết hợp.
Thị trường khoa học vật liệu, được định giá khoảng 1,3 nghìn tỷ USD trên toàn cầu, sẽ là người hưởng lợi chính từ những tiến bộ này. Các công ty trong ngành công nghiệp bán dẫn và dược phẩm ngày càng tìm đến mô phỏng lượng tử để đẩy nhanh chu kỳ R&D. Ví dụ, Algorithmiq có trụ sở tại Helsinki đã sử dụng phần cứng lượng tử của IBM để mô phỏng các loại thuốc ung thư, một quá trình hiện không thể thực hiện trên máy tính cổ điển.
Cuộc thi Quantum for Bio (Q4Bio), do tổ chức phi lợi nhuận Wellcome Leap điều hành, đã thúc đẩy hơn nữa sự đổi mới trong lĩnh vực này bằng cách trao giải thưởng lớn trị giá 5 triệu USD cho việc giải quyết các vấn đề sức khỏe trong thế giới thực bằng 100 qubit trở lên. Infleqtion, một công ty có trụ sở tại Colorado, là một trong những ứng cử viên lọt vào vòng chung kết sử dụng máy tính lượng tử nguyên tử trung tính để khai thác dữ liệu bộ gen ung thư. Mô phỏng mới nhất của IBM phù hợp với những nỗ lực toàn ngành này nhằm chứng minh rằng các máy lượng tử "lộn xộn" ngày nay có thể mang lại lợi ích hữu hình trước khi có sự xuất hiện của các hệ thống chịu lỗi quy mô lớn.
Đối với các nhà đầu tư, đột phá này củng cố vị thế của IBM trên thị trường AI doanh nghiệp và máy tính hiệu năng cao. Khi công ty tiến tới mục tiêu 10.000 qubit vật lý vào năm 2029, khả năng mang lại kết quả có giá trị thương mại trong khoa học vật liệu có thể mở ra các nguồn doanh thu mới trong lĩnh vực dược phẩm và năng lượng. Cổ phiếu của IBM đã vượt trội hơn chỉ số S&P 500 8% trong 12 tháng qua, được thúc đẩy bởi sự tăng trưởng của mảng đám mây và AI. Tỷ lệ P/E dự phóng 18 lần của công ty phản ánh một thị trường đang bắt đầu định giá tiềm năng dài hạn của lộ trình lượng tử của họ.
Cuộc đua về tiện ích lượng tử cũng đang đẩy nhanh dòng thời gian cho "Ngày Q", thời điểm mà máy tính lượng tử có thể phá vỡ mã hóa được sử dụng rộng rãi. Các chuyên gia hiện ước tính điều này có thể đến sớm nhất là vào năm 2030, khiến việc phát triển an ninh an toàn lượng tử trở thành ưu tiên hàng đầu của các chính phủ và tập đoàn. Tiến bộ của IBM trong việc sửa lỗi và độ chính xác mô phỏng là một con dao hai lưỡi, vừa mang lại cơ hội thương mại vừa đưa các rủi ro an ninh mạng cấp bách đến gần hơn với thực tế.
Bài viết này chỉ dành cho mục đích thông tin và không cấu thành lời khuyên đầu tư.
