Máy tính lượng tử là một loại máy tính sử dụng các nguyên lý của cơ học lượng tử để xử lý thông tin. Khác với máy tính cổ điển sử dụng bit (0 hoặc 1), máy tính lượng tử sử dụng qubit, có thể tồn tại đồng thời ở nhiều trạng thái nhờ hiện tượng chồng chập và rối lượng tử. Điều này cho phép máy tính lượng tử xử lý một lượng lớn dữ liệu và giải quyết các bài toán phức tạp mà máy tính cổ điển không thể giải quyết trong thời gian hợp lý.

Tác động đến bảo mật: Cơ hội và thách thức

Mối đe dọa đối với mã hóa hiện tại. Các hệ thống mã hóa hiện nay, như RSA và ECC, dựa vào độ khó của việc phân tích các số nguyên lớn hoặc giải các bài toán toán học phức tạp. Tuy nhiên, với khả năng xử lý vượt trội, máy tính lượng tử có thể giải các bài toán này nhanh chóng, đe dọa đến tính an toàn của các hệ thống bảo mật hiện tại. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc phát triển các phương pháp mã hóa mới, gọi là mã hóa hậu lượng tử, để bảo vệ dữ liệu trong tương lai.

Phát triển mã hóa hậu lượng tử. Để đối phó với mối đe dọa từ máy tính lượng tử, các nhà nghiên cứu đang phát triển các thuật toán mã hóa mới không bị ảnh hưởng bởi khả năng của máy tính lượng tử. Các thuật toán này dựa trên các bài toán toán học mà máy tính lượng tử hiện tại chưa thể giải quyết hiệu quả, như mã hóa dựa trên mạng lưới hoặc mã hóa dựa trên hàm băm. Việc triển khai rộng rãi các thuật toán này sẽ là một bước quan trọng trong việc đảm bảo an toàn thông tin trong kỷ nguyên lượng tử.

Ứng dụng trong y học: Cách mạng hóa chăm sóc sức khỏe

Máy tính lượng tử có thể mô phỏng các phân tử và phản ứng hóa học phức tạp với độ chính xác cao, giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động của thuốc và phát triển các loại thuốc mới hiệu quả hơn. Điều này có thể rút ngắn thời gian và chi phí trong quá trình nghiên cứu và phát triển dược phẩm.

Với khả năng xử lý và phân tích một lượng lớn dữ liệu y tế, máy tính lượng tử có thể hỗ trợ trong việc chẩn đoán bệnh sớm và đề xuất các phương pháp điều trị phù hợp với từng bệnh nhân, dựa trên thông tin di truyền và các yếu tố cá nhân khác. Điều này mở ra cơ hội cho y học cá nhân hóa, nâng cao hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ.

Tác động đến nền kinh tế: Vũ khí cạnh tranh mới của quốc gia

Nếu dữ liệu là "dầu mỏ mới" thì máy tính lượng tử chính là giàn khoan siêu cấp. Quốc gia nào làm chủ được công nghệ lượng tử trước sẽ có lợi thế vượt trội về phân tích dữ liệu, mô hình hóa thị trường, và tối ưu hóa chuỗi cung ứng – điều vốn là bài toán đau đầu với nhiều tập đoàn đa quốc gia. Ví dụ, một siêu máy lượng tử có thể giúp các ngân hàng lớn dự đoán rủi ro tài chính, mô phỏng kịch bản vỡ nợ của thị trường, thậm chí tối ưu hóa việc đầu tư trong thời gian thực. Trong bối cảnh nền kinh tế thế giới đang chạy đua chuyển đổi số, việc sở hữu một nền tảng lượng tử không khác gì có được bí kíp võ công thượng thừa.

 

Chiếc máy tính điện tử đầu tiên ở Châu Âu

Tuy nhiên, điều đó cũng đồng nghĩa với việc tạo ra khoảng cách công nghệ giữa các nước phát triển và đang phát triển. Một khi khoảng cách ấy đủ lớn, thế giới sẽ chứng kiến một sự phân tầng mới, không chỉ về kinh tế mà còn cả về quyền lực công nghệ.

Giáo dục và đào tạo: Ai sẽ là người hiểu được máy tính lượng tử?

Máy tính lượng tử không chỉ là công nghệ khó làm, mà còn... khó hiểu. Những khái niệm như "rối lượng tử", "chồng chập", "cổng Hadamard" nghe như ma trận đối với phần lớn sinh viên – và cả nhiều giảng viên – chuyên ngành CNTT.Việc phổ cập kiến thức về lượng tử đang trở thành một thử thách với ngành giáo dục. Đào tạo một lập trình viên lượng tử không chỉ đòi hỏi kiến thức về toán học, vật lý lượng tử mà còn kỹ năng lập trình ngôn ngữ lượng tử như Qiskit (của IBM) hay Cirq (của Google). Có lẽ, trong tương lai, khái niệm "full-stack developer" sẽ cần thêm dòng "biết lượng tử".

Nghe thì có vẻ phức tạp, nhưng cũng đừng lo quá. Biết đâu vài năm nữa, các trường đại học sẽ mở lớp “Lập trình lượng tử dành cho người không biết lượng tử” như cái cách người ta từng mở lớp “Python cho người không biết code”.

Tác động xã hội: Con dao hai lưỡi

Giống như mọi công nghệ đột phá khác – từ Internet, blockchain đến trí tuệ nhân tạo – máy tính lượng tử cũng mang theo những nguy cơ bị lạm dụng. Nếu rơi vào tay những tổ chức tội phạm mạng, nó có thể phá vỡ toàn bộ hệ thống tài chính, làm rò rỉ dữ liệu nhạy cảm, và biến cuộc sống riêng tư của hàng triệu người thành "dữ liệu mở".Một giả định không mấy viển vông là: nếu một tổ chức đủ nguồn lực sở hữu siêu máy lượng tử trước khi các biện pháp mã hóa hậu lượng tử được áp dụng rộng rãi, thì bức tường bảo mật số của toàn cầu sẽ bị đục thủng dễ dàng như ăn... bánh mì chấm sữa.

 

Máy tính lượng tử của Trung Quốc hiện đang có tốc độ nhanh nhất thế giới

Không thể không kể đến việc công nghệ này đang khiến không ít dân công nghệ phải "quay xe" về học lại vật lý. Một số lập trình viên khi được hỏi "máy tính lượng tử hoạt động thế nào" chỉ biết cười trừ và trả lời: "Tôi viết code, nhưng tôi không thể giải thích tại sao nó chạy được đâu!"

Có người còn đùa rằng: "Giải thích cách hoạt động của máy tính lượng tử cho người bình thường cũng giống như giải thích cà phê phin cho robot hút bụi – cả hai đều không đủ linh hồn để hiểu!"

Google, IBM, Microsoft – các ông lớn công nghệ đang đầu tư hàng tỷ USD để chạy đua trong lĩnh vực lượng tử. Người thắng không chỉ giành được quyền lực công nghệ, mà còn định hình cả tương lai internet, bảo mật, và xử lý dữ liệu toàn cầu.

Tuy nhiên, không phải ai cũng hào hứng. Các công ty nhỏ, startup bảo mật, hay tổ chức tài chính vừa và nhỏ lo ngại rằng họ sẽ không thể theo kịp tốc độ phát triển này và bị bỏ lại phía sau. Tưởng tượng bạn vừa đầu tư xong hệ thống bảo mật AES 256-bit, thì Google thông báo máy lượng tử mới của họ có thể bẻ khóa trong vòng vài phút – chắc bạn sẽ "thở oxy" thật.

Theo TB VTV