Ngày 23/10, Google tuyên bố đã làm được máy tính lượng tử. Chiếc máy này chỉ cần 200 giây để giải được bài toán mà siêu máy tính mạnh nhất thế giới hiện nay phải mất tới 10.000 năm, tức là nhanh gấp... 1,6 tỷ lần.
Ngay lập tức, IBM lên tiếng “tố” Google “chém gió”. Ở bên Trung Quốc, các ông lớn Baidu, Alibaba, Huawei lẳng lặng, ráo riết đổ tiền tài vào nghiên cứu máy tính lượng tử. Tất cả đều biết rằng, có máy tính lượng tử không khác gì nắm trong tay quả “bom nguyên tử” của thế giới số.
Với sức mạnh tính toán cao khủng khiếp của máy tính lượng tử, người ta có thể xâm nhập vào bất cứ hệ thống hiện đại nhất, quan trọng nhất, cẩn mật nhất nào trên thế giới. Các hacker có thể thong dong “đi dạo” trong hệ thống của NASA, đọc chung email với tổng thống Mỹ, và thong thả bẻ khóa tất cả “két sắt điện tử” của bất kỳ ngân hàng nào chỉ trong chưa đầy 1 giây. Toàn bộ hệ thống thương mại điện tử, tất cả giao dịch internet hiện nay sẽ sụp đổ.
Vậy máy tính lượng tử là gì, tại sao nó có sức mạnh khủng khiếp đến thế, nó khác gì với những siêu máy tính hiện nay?
Máy tính cũng giống như người, tính cộng trừ nhân thì rất nhanh, rất dễ, nhưng làm phép chia thì lại khó vô cùng. Với cộng trừ nhân, dù số to đến đâu máy tính cũng có phương pháp tính trực tiếp và ra kết quả rất nhanh. Nhưng với phép chia, chỉ có mỗi cách thử lần lượt từng số một.
Ví dụ muốn tìm ước số của 21, máy tính sẽ thử lần lượt từng cặp tích 2x1, 2x2, 2x3… cho tới khi tìm ra 3x7=21.
Thành ra, tốc độ của máy tính cũng chính là tốc độ làm… phép chia.
Biết được điều đó, các nhà mật mã học bắt đầu suy nghĩ. Nếu lấy 2 số nguyên tố rất lớn, lớn đến cả trăm nghìn chữ số, nhân với nhau, ra một con số CỰC CỰC KỲ LỚN, thì từ con số CỰC CỰC KỲ LỚN đó, không ai có thể tìm ngược lại được 2 số ban đầu kia. Bởi vì việc lần mò, thử từng trường hợp của phép chia sẽ tốn quá nhiều thời gian, đến cả siêu máy tính mạnh nhất cũng phải mất cả nghìn năm mới thử được hết các ước số, nên được coi là không thể tìm ra.
Và thế là, họ xây dựng nên một hệ thống bảo vệ thông tin dựa trên sự “không thể phân chia” của những số CỰC CỰC KỲ LỚN như vậy. Tất cả những thông tin trên mạng bây giờ như mật khẩu, giao dịch mua bán, email, mã “két sắt” ngân hàng, tiền điện tử… đều được những con số CỰC CỰC KỲ LỚN đứng ra “che chở”, bảo vệ, giữ an toàn. Toàn bộ sự an ninh, tin cậy của internet hiện nay đang được xây dựng trên độ khó của phép chia. Một thế giới được xây trên phép chia.
Bởi vậy, nếu có một máy tính có thể “chia được” số CỰC CỰC KỲ LỚN, nó sẽ bẻ khóa được tất cả các hệ thống trên thế giới hiện giờ. Chính vì thế, máy tính lượng tử với khả năng làm phép chia nhanh gấp 1,6 tỷ lần các siêu máy tính hiện nay, “chia được” số CỰC CỰC KỲ LỚN chỉ trong vòng 200 giây, sẽ là một quả bom nguyên tử, công phá được mọi thành trì trên internet. Và nếu máy tính lượng tử được sản xuất thương mại, toàn bộ internet như bây giờ sẽ sụp đổ.
Vậy, tại sao máy tính lượng tử có thể “chia” nhanh như thế?
Khi nghiên cứu các hạt siêu nhỏ, hay còn gọi là các hạt lượng tử, người ta thấy những hạt này có một tính chất lạ kỳ:
Thuật ngữ chuyên môn gọi là tính bất định của lượng tử.
Điều này nghe có vẻ không tưởng. Trong thế giới thực, một đồng xu chỉ có thể ngửa mặt trước, hoặc mặt sau. Nhưng trong thế giới lượng tử, đồng xu cùng một lúc ngửa cả 2 mặt. Gần giống như việc tung đồng xu xoay tròn trên không, lúc đang xoay tròn, đồng xu cho cảm giác “đang ngửa cả 2 mặt”, như hình ảnh dưới đây.

Lúc ở trên không, đồng xu vừa ngửa vừa sấp “cùng một lúc”

Áp dụng tính chất “cùng một lúc” của lượng tử, máy tính lượng tử có thể thử cùng một lúc 1,6 tỷ trường hợp của phép chia. Trong khi đó, máy tính thường phải thử lần lượt 1,6 tỷ lần.
Tính bất định của những hạt siêu nhỏ bé lượng tử mang lại sức mạnh khổng lồ cho máy tính lượng tử, cũng giống như năng lượng của nguyên tử nhỏ bé mang đến sức công phá khổng lồ cho bom nguyên tử.
Tuy nhiên, cho đến hiện tại, con người mới chỉ có những hiểu biết rất hạn chế về thế giới lượng tử. Lượng tử còn nhiều điều khoa học vẫn chưa hiểu nổi. Việc ứng dụng lượng tử vào trong thực tiễn đời sống gần như là chưa thể.
Đó là lí do máy tính lượng tử tuy rất hấp dẫn nhưng vẫn chỉ nằm trong phòng thí nghiệm của các hãng lớn, trên những bài báo của các nhà khoa học, và IBM nhanh chóng tố Google “chém gió”. Internet vẫn chưa bị đánh sập.
Ngoại trừ việc bẻ khóa, đánh sập internet ra, với sức mạnh tính toán của mình, máy tính lượng tử có rất nhiều ứng dụng cho đời sống. Như:
và nguy hiểm hơn