Trong tháng 9 vừa qua, Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS Hà Nội cùng Keysight Technologies đã tổ chức Hội thảo chuyên đề “Giải pháp lượng tử của hãng Keysight Technologies” tại thành phố Hà Nội.
Hội thảo có sự thảo luận và tham gia của nhiều cán bộ đầu ngành, cùng các đại diện là quản lý cấp cao của Keysight Technologies:
- Ông Raymond Xiu – Giám đốc kinh doanh khu vực Nam Châu Á Thái Bình Dương (Gồm Đông Nam Á, Úc, New Zealand)
- Ông Alcorn Barry Alvis – Giám đốc cấp cao toàn cầu, Bộ phận giải pháp tích hợp hệ thống
- Tiến sĩ Falka Kambiz – Quản lý Kỹ thuật toàn cầu, Bộ phận giải pháp tích hợp hệ thống
- Ông Tan See Kai – Quản lý Dự án, Bộ phận giải pháp tích hợp hệ thống
- Ông Ng Choon Sze – Kỹ sư giải pháp cao cấp chuyên về lượng tử
- Bà Suh Wei Lee – Quản lý đối tác Việt Nam
1. Bối cảnh và tiềm năng của công nghệ lượng tử
Công nghệ lượng tử được kỳ vọng sẽ thay đổi cách con người tính toán, truyền thông và đo lường thế giới xung quanh. Không chỉ dừng lại ở lý thuyết, nó đang trở thành cuộc đua toàn cầu với sự tham gia của nhiều tập đoàn, viện nghiên cứu và chính phủ.
Một vài con số ấn tượng:
- Thị trường lượng tử toàn cầu được dự đoán đạt 1 nghìn tỷ USD vào năm 2035.
- Tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm (CAGR) khoảng 33% giai đoạn 2022 – 2027
- Năm 2022 đã có hơn 44.000 công bố khoa học liên quan và gần 1.600 bằng sáng chế mới về lượng tử
Những con số này cho thấy, lượng tử không còn là viễn cảnh xa vời, mà là một cuộc cách mạng đang diễn ra, nơi các quốc gia và doanh nghiệp phải nhanh chóng nắm bắt cơ hội nếu không muốn bị bỏ lại phía sau.
2. Thách thức trong hành trình nghiên cứu lượng tử
Mặc dù hứa hẹn nhiều tiềm năng, nghiên cứu lượng tử cũng mang đến vô vàn khó khăn:
- Thiết kế phức tạp: Qubit rất nhạy cảm, việc mô phỏng và tối ưu mạch cần công cụ chính xác ở mức lượng tử.
- Chu trình phát triển dài: từ thiết kế đến chế tạo và kiểm thử thường kéo dài hàng tháng, gây lãng phí nếu kết quả không đạt yêu cầu.
- Môi trường thử nghiệm khắc nghiệt: nhiều loại qubit (như siêu dẫn) chỉ hoạt động ở nhiệt độ gần 0 tuyệt đối, đòi hỏi hệ thống cryogenic phức tạp.
- Khả năng mở rộng hạn chế: khi số lượng qubit tăng, lỗi xuất hiện nhiều hơn, khiến máy tính lượng tử khó duy trì tính ổn định.
Đây chính là nơi Keysight khẳng định vai trò tiên phong – bằng việc đưa ra giải pháp hỗ trợ toàn bộ chu trình nghiên cứu, giảm thiểu độ bất định trong nghiên cứu lượng tử.
3. Giải pháp của Keysight cho Quantum Research (Nghiên cứu lượng tử)
Một điểm mạnh đặc biệt của Keysight là cung cấp giải pháp hoàn chỉnh và toàn diện cho nghiên cứu lượng tử. Thay vì các công cụ rời rạc, Keysight tạo ra một chuỗi tích hợp liền mạch từ khâu thiết kế đến triển khai và mở rộng.
3.1. Device Design – Thiết kế thiết bị
Ở giai đoạn này, các nhà nghiên cứu cần xây dựng mô hình qubit và mạch lượng tử sao cho đạt hiệu năng tối ưu trước khi chế tạo. Keysight cung cấp:
- PathWave & QuantumPro (EDA Tools): công cụ mô phỏng tiên tiến, cho phép thiết kế qubit, resonator, quantum dots… với thư viện layout sẵn có.
- Advanced Simulation: tích hợp từ mạch → layout → EM → tham số lượng tử, rút ngắn vòng đời phát triển.
- Photonics & Optical Instruments: hỗ trợ thiết kế các hệ thống truyền thông lượng tử, photonic qubit.
Kết quả: các mẫu thiết kế được tối ưu sớm, giảm rủi ro và chi phí trong chế tạo thực tế.
3.2. Early R&D – Nghiên cứu và đặc tính hóa ban đầu
Khi đã có mẫu qubit, thách thức tiếp theo là kiểm chứng và đặc tính hóa. Keysight mang đến:
- Oscilloscopes & Network Analyzers: đo tín hiệu lượng tử siêu nhỏ với độ nhiễu thấp.
- Wideband AWGs & Digitizers: tạo và ghi nhận tín hiệu điều khiển phức tạp.
- Cryogenic Calibration & Component Testing: thử nghiệm qubit trong điều kiện nhiệt độ cực thấp (~mili-Kelvin), môi trường cần thiết cho superconducting qubits.
Nhờ đó, các nhà nghiên cứu có thể xác định tính khả thi và chất lượng của qubit ngay từ sớm.
3.3. Quantum Control – Điều khiển lượng tử
Đây là trái tim của hệ thống, nơi Keysight kết hợp phần cứng và phần mềm để kiểm soát qubit:
- Quantum Control System (QCS): nền tảng điều khiển chuyên dụng, đồng bộ phần cứng – phần mềm, lập trình đa cấp độ (từ logic gate đến Hamiltonian, đến xung phần cứng).
- Labber Quantum: phần mềm tự động hóa thí nghiệm, lưu trữ cấu hình, quản lý dữ liệu.
- Hỗ trợ đa loại qubit: superconducting qubits, quantum dots, trapped ions – đảm bảo linh hoạt cho nhiều hướng nghiên cứu khác nhau.
Điều này giúp các nhóm R&D dễ dàng thực hiện các thuật toán lượng tử thực nghiệm, đồng thời mở rộng hệ thống khi cần.
3.4. Scaling & Error Correction – Mở rộng quy mô và sửa lỗi
Khi vượt ra khỏi phòng lab để tiến tới ứng dụng thực tế, số lượng qubit cần mở rộng từ vài chục lên hàng trăm, thậm chí hàng nghìn. Keysight cung cấp:
- True-Q Error Diagnostics (Quantum Benchmark): chẩn đoán và giảm thiểu lỗi lượng tử theo thời gian thực.
- Cryogenic Systems: giải pháp hạ tầng nhiệt độ thấp để duy trì tính ổn định của hàng loạt qubit.
- Tích hợp hệ thống kiểm thử đồng bộ: giảm thiểu lỗi phát sinh từ tín hiệu, timing, đồng bộ hóa.
Đây là bước quan trọng để tiến gần đến máy tính lượng tử thương mại – nơi khả năng mở rộng và kiểm soát lỗi quyết định sự thành công.
Nói cách khác, Keysight đã xây dựng một “hành lang công nghệ” cho nghiên cứu lượng tử, trong đó mỗi giai đoạn đều có giải pháp riêng nhưng được kết nối thành một hệ sinh thái liền mạch – từ thiết kế lý thuyết đến kiểm thử, điều khiển và thương mại hóa.
Những năm gần đây, Keysight còn liên tục ghi dấu ấn trong các dự án lượng tử quy mô lớn:
- Hợp tác với Fujitsu và RIKEN: Keysight Technologies cung cấp hệ thống điều khiển cho máy tính lượng tử 256 qubit – một trong những siêu máy tính lượng tử tiên tiến nhất thế giới
- AIST, Nhật Bản: Keysight lắp đặt hệ thống điều khiển lượng tử thương mại lớn nhất thế giới (QCS) cho Viện Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến Quốc gia (AIST) tại Nhật Bản.
- CERN (Châu Âu): Keysight hợp tác nghiên cứu đo kiểm lượng tử và truyền thông lượng tử.
Những dự án này khẳng định Keysight không chỉ là nhà sản xuất thiết bị, mà còn là đối tác chiến lược cùng đồng hành với các viện nghiên cứu hàng đầu.
MITAS mang đến các giải pháp hàng đầu trong lĩnh vực nghiên cứu lượng tử
Đội ngũ kỹ sư và tư vấn chiến lược của MITAS cùng Keysight Technologies luôn sẵn sàng cùng các đơn vị giải quyết các bài toán về lượng tử. Một số giải pháp chúng tôi triển khai bao gồm:
- Bộ công cụ mô phỏng tiên tiến (QuantumPro, PathWave EDA) đến các nhóm nghiên cứu trong nước.
- Bộ thiết bị đo kiểm chuyên dụng cho phòng thí nghiệm lượng tử tại các trường đại học, viện nghiên cứu.
- Hỗ trợ triển khai hệ thống QCS và phần mềm True-Q, Labber cho những dự án lượng tử quy mô lớn trong tương lai.
Điều này không chỉ giúp Việt Nam bắt kịp xu thế toàn cầu, mà còn mở ra cơ hội tham gia vào chuỗi giá trị lượng tử quốc tế.
Liên hệ với Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS Hà Nội để có thêm thông tin chi tiết.
