Giáo sư Vật lý đứng sau vệ tinh và siêu máy tính lượng tử nhanh nhất thế giới

Giáo sư Phiên Kiến Vĩ sinh năm 1970 ở Chiết Giang (Trung Quốc). Từ nhỏ, ông đã bộc lộ niềm đam mê với Vật lý. Thành tích học xuất sắc giúp ông đỗ ĐH Khoa học & Công nghệ Trung Quốc ở tuổi 17. Đến năm 1995, ông nhận cả bằng Cử nhân và Thạc sĩ Vật lý lý thuyết.

Năm 1996, ông sang Áo du học để nghiên cứu sâu hơn Vật lý lượng tử. Năm 1999, sau khi tốt nghiệp, ông tiếp tục nghiên cứu sau tiến sĩ tại ĐH Vienna (Áo), đến năm 2001. Mở đầu sự nghiệp khoa học của ông là phát hiện vướng víu lượng tử (rối lượng tử - quantum entanglement) của 5 photon và sự dịch chuyển tức thời.

Năm 1999, Nature chọn nghiên cứu này là công trình kinh điển về Vật lý của thập kỷ. Ngoài ra, nghiên cứu cũng lọt top 10 công trình khoa học hàng đầu của năm do Science và Hiệp hội Vật lý Anh đề cử.

GS Vĩ đứng sau thành công của siêu máy tính lượng tử ở Trung Quốc. Nguồn ảnh: NetEase

Hoàn thành việc học ở Áo, ông về nước. Năm 2001, nhận được sự hỗ trợ của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, ông thành lập phòng thí nghiệm Vật lý lượng tử thuộc ĐH Khoa học & Công nghệ Trung Quốc và được bổ nhiệm giáo sư ở tuổi 31.

Song song với đào tạo sinh viên, ông tiếp tục nghiên cứu truyền thông lượng tử và tính toán lượng tử. Đến năm 2016, Trung Quốc phóng thành công vệ tinh lượng tử đầu tiên thế giới, thực hiện đưa truyền thông lượng tử lên không trung. Vệ tinh Mặc Tử được phóng bằng tên lửa đẩy Trường Chinh 2D từ Trung tâm phóng vệ tinh Tửu Tuyền (Trung Quốc).

Vệ tinh được thiết lập hệ thống lượng tử chống lại sự tấn công, bằng cách truyền phát ký hiệu mã hóa tránh bị bẻ khóa. Là giám đốc khoa học của dự án thử nghiệm lượng tử quy mô không gian (QUESS), ông cho biết: "Vệ tinh Mặc Tử đánh dấu quá trình chuyển đổi của Trung Quốc, từ theo dõi sự phát triển công nghệ thông tin đến dẫn đầu thành tựu tương lai".

Vệ tinh Mặc Tử của Trung Quốc được phóng năm 2016. Nguồn ảnh: NetEase

Sau thành công của vệ tinh này, năm 2020, ông giới thiệu nguyên mẫu siêu máy tính lượng tử Cửu chương 1.0 với 76 photon (quang tử), tốc độ xử lý không tưởng. Theo Tân Hoa xã, nó nhanh hơn siêu máy tính thế giới Fugaku 100.000 tỷ lần.

Thậm chí, tốc độ tính toán cũng hơn 10 tỷ lần so với máy tính lượng tử Sycamore của Google ra mắt năm 2019. Nghĩa là, Cửu chương 1.0 hoàn thành nhiệm vụ trong 1 phút, siêu máy tính khác cần 100 triệu năm mới xử lý xong.

Năm 2021, ông ra mắt phiên bản nâng cấp Cửu chương 2.0 với 113 photon, có thể thực hiện phép tính lượng tử lấy mẫu boson Gaussian (GBS) quy mô lớn nhất thế giới. Nghiên cứu đưa Trung Quốc trở thành nước duy nhất đạt ưu thế lượng tử ở 2 lĩnh vực: Công nghệ điện toán lượng tử quang tử và công nghệ siêu máy tính lượng tử.

Đến tháng 6/2023, ông giới thiệu Cửu chương 3.0 tăng lên 255 photon. Cùng một số lượng mẫu vật, trong khi siêu máy tính mạnh nhất thế giới khi đó cần 700 giây xử lý, máy này mất chưa đầy 1 giây. Nó còn có khả năng ứng dụng trong lĩnh vực khai phá dữ liệu, phân tích mạng lưới và nghiên cứu mô hình hóa học...

Điểm đặc biệt của phiên bản 3.0 là giải quyết vấn đề Toán học phức tạp, bằng cách mô phỏng hành vi hạt ánh sáng đi qua ma trận tinh thể và kính. Theo GS Vĩ - trưởng nhóm nghiên cứu, sản phẩm tiến gần đến kiểm tra vấn đề thực tiễn bằng máy tính lượng tử quy mô trung bình.

Siêu máy tính lượng tử nhanh nhất thế giới - Cửu chương 3.0. Nguồn ảnh: NetEase

Với những thành công lớn trong sự nghiệp nghiên cứu, GS Phiên Kiến Vĩ - "cha đẻ của siêu máy tính lượng tử ở Trung Quốc", là nhà khoa học duy nhất nước này trở thành Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Anh, hồi tháng 5.

Trước đó, tháng 3, Cục Sở hữu Trí tuệ Trung Quốc cũng công bố số lượng bằng sáng chế về truyền thông lượng tử chiếm 30,3% trên tổng số bằng về công nghệ lượng tử được cấp. Trung Quốc khẳng định, sự trở về của GS Vĩ có ý nghĩa quan trọng, đưa nước này từ vị trí đuổi theo trong lĩnh vực truyền thông lượng tử đến dẫn đầu thế giới hiện nay.

Thắm Nguyễn