NexFuture (16/11/2025): Nhóm nghiên cứu Google Quantum AI vừa công bố một cột mốc khoa học vĩ đại: họ đã sử dụng máy tính lượng tử để mô phỏng thành công các lực giống như dây (string-like forces) loại "keo dán" cơ bản giữ cho vật chất liên kết với nhau. Đây là một kỳ công mà máy tính truyền thống không thể thực hiện, mở ra một kỷ nguyên mới trong việc khám phá những cấu trúc sâu thẳm nhất của tự nhiên.
"Sợi Dây" Vô Hình Liên Kết Vũ Trụ
Trong thế giới vi mô của chúng ta, mọi thứ không chỉ đơn giản là các hạt riêng lẻ. Theo Lý thuyết trường lượng tử (quantum field theory), các hạt được kết nối với nhau bằng các liên kết năng lượng, thường được hình dung giống như những "sợi dây" (strings) vô hình. Những sợi dây này giải thích cho một trong những bí ẩn lớn nhất: làm thế nào vật chất giữ được cấu trúc, từ hạt nhân nguyên tử cho đến các vật thể vĩ mô.
Tuy nhiên, việc mô phỏng các tương tác phức tạp này là một cơn ác mộng đối với máy tính truyền thống. Ngay cả những siêu máy tính mạnh nhất thế giới cũng "bó tay", vì số lượng các tương tác và trạng thái có thể xảy ra vượt xa khả năng tính toán của chúng. Chúng chỉ có thể đưa ra các phép tính xấp xỉ, chứ không thể mô tả chính xác bản chất của hệ thống.
Sức Mạnh Của Vướng Víu Lượng Tử
Đây là lúc sức mạnh của máy tính lượng tử tỏa sáng. Thay vì sử dụng các bit 0 và 1 truyền thống, máy tính lượng tử sử dụng các qubit. Nhờ hiện tượng cơ học lượng tử, các qubit có thể tồn tại ở nhiều trạng thái cùng một lúc (chồng chập) và liên kết với nhau một cách kỳ diệu (vướng víu).
Nhóm Google Quantum AI đã nhận ra rằng chính các qubit vướng víu này lại là công cụ hoàn hảo để mô phỏng các lực giống như dây. Lý do rất đơn giản: bản thân hệ thống lượng tử (các qubit) có hành vi tương tự như hệ thống vật lý mà chúng đang cố gắng mô phỏng.
Nói cách khác, thay vì tính toán vũ trụ, họ đang xây dựng một phiên bản thu nhỏ của nó. Họ đã tạo ra một mô hình nơi các qubit được "vướng víu" với nhau, hoạt động giống hệt như cách các hạt cơ bản được liên kết bởi các lực trường.
Cánh Cửa Mới Mở Ra Hiểu Biết
Thành công này không chỉ là một bài trình diễn kỹ thuật. Nó cung cấp cho các nhà khoa học một "phòng thí nghiệm" ảo hoàn toàn mới để nghiên cứu các hiện tượng vật lý cốt lõi, bao gồm:
Sự giam cầm (Confinement): Giúp giải thích tại sao các hạt hạ nguyên tử như quark không bao giờ có thể được tìm thấy một mình, mà luôn luôn bị "giam cầm" bên trong các hạt lớn hơn như proton và neutron.
Tương tác hạt: Cách các hạt "nói chuyện" và ảnh hưởng lẫn nhau thông qua các trường lực này.
Trật tự từ hỗn loạn: Làm thế nào các quy tắc có cấu trúc và trật tự của vũ trụ chúng ta lại có thể phát sinh từ một thế giới lượng tử hỗn loạn và đầy ngẫu nhiên.
Điều quan trọng cần lưu ý là kết quả này không nhằm mục đích chứng minh bất kỳ lý thuyết cụ thể nào. Thay vào đó, nó chứng minh rằng chúng ta hiện đã có một công cụ đủ mạnh để khám phá những câu hỏi mà trước đây được cho là nằm ngoài tầm với.
Cột Mốc: Từ Lý Thuyết Đến Công Cụ Thực Tiễn
Đây là tín hiệu cho một cột mốc khoa học quan trọng: máy tính lượng tử đang chuyển mình từ các thiết bị trình diễn lý thuyết sang các công cụ khoa học thực tiễn.
Trong nhiều thập kỷ, điện toán lượng tử chủ yếu là một lời hứa. Giờ đây, lời hứa đó đang bắt đầu được thực hiện. Chúng ta đang bước vào một kỷ nguyên mà máy tính lượng tử có thể giải quyết các vấn đề mà không một máy tính truyền thống nào, dù lớn đến đâu, có thể theo kịp.
Công trình của Google mở ra khả năng điều tra vật lý ở các thang đo nhỏ nhất và các mức năng lượng cao nhất những lĩnh vực định hình nên bản chất của thực tại mà chúng ta đang sống.
____________
Nguồn / Tín dụng: Google Quantum AI Team. (2025). Quantum Simulation of String-Like Particle Interactions Using Superconducting Qubits. Journal of Quantum Science and Computation.
Thế Anh
