Google công bố thí nghiệm đạt lợi thế lượng tử có thể xác minh, ánh xạ cấu trúc phân tử nhanh hơn siêu máy tính tới 13.000 lần, dựa trên bộ xử lý Willow và kỹ thuật quantum echoes.
Thành tựu này mở rộng ranh giới mô phỏng vật liệu và hóa học, đồng thời khơi lại tranh luận về rủi ro với mật mã hiện tại, đặc biệt là ECDSA trong tiền điện tử, dù năng lực lượng tử thực tế vẫn còn hạn chế.
- Google đạt lợi thế lượng tử có thể xác minh: ánh xạ cấu trúc phân tử nhanh hơn siêu máy tính 13.000 lần, dùng Willow và quantum echoes (Google, Nature).
- Nguy cơ với ECDSA và Bitcoin có thể xuất hiện sớm từ 2030 theo một số chuyên gia, nhưng năng lực lượng tử hiện tại chưa thể phá vỡ chuẩn mã hóa phổ biến.
- Hệ sinh thái đang chuẩn bị: SEC nhận đề xuất lộ trình kháng lượng tử đến 2035, NIST ban hành các chuẩn hậu lượng tử đầu tiên năm 2024.
Google đã đạt thành tựu gì trong thí nghiệm lượng tử mới?
Google cho biết đã ánh xạ cấu trúc một phân tử nhanh hơn siêu máy tính mạnh nhất hiện nay tới 13.000 lần, đạt lợi thế lượng tử có thể xác minh, dựa trên bộ xử lý Willow và kỹ thuật quantum echoes (nguồn: blog Google; Nature).
Theo Google, nhóm nghiên cứu phát tín hiệu chính xác vào một qubit để kích thích phản hồi, sau đó đảo quy trình để đo “tiếng vọng” lượng tử phản xạ, cho phép dựng hình chi tiết đối tượng. Kết quả được mô tả là có thể xác minh vì có thể tái lập trên các hệ lượng tử khác có thông số kỹ thuật tương đương (Google). Bài báo liên quan trên Nature minh họa cách giao thoa tăng cường tín hiệu echo để đo lường ổn định (Nature).
Quantum echoes là gì và hoạt động ra sao?
Quantum echoes là kỹ thuật sử dụng các xung điều khiển mục tiêu để làm nhiễu và sau đó tái tạo tín hiệu “vọng” từ qubit, giúp khôi phục thông tin về hệ lượng tử với độ chi tiết cao (Google).
Trong thí nghiệm, một qubit được tác động bằng tín hiệu chuẩn xác để phản ứng, rồi chuỗi thao tác đảo chiều nhằm đo đạc tín hiệu phản hồi. Nhờ thiết kế xung và kiểm soát nhiễu, echo thu được đủ mạnh và sạch để ánh xạ cấu trúc phân tử. Cách làm này tận dụng khả năng giao thoa lượng tử nhằm tăng tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (Nature).
Vì sao kết quả được gọi là lợi thế lượng tử có thể xác minh?
Vì các phép đo và quy trình có thể được tái lập trên bất kỳ máy tính lượng tử nào có thông số kỹ thuật tương tự Willow, cho kết quả tương đương trong điều kiện kiểm soát giống nhau (Google).
Khác với một số tuyên bố trước đây khó kiểm chứng trên hệ cổ điển, tiêu chí “có thể xác minh” đặt trọng tâm vào khả năng nhân bản thí nghiệm trong cộng đồng, củng cố độ tin cậy khoa học. Điều này giúp tách bạch giữa lợi thế thực nghiệm nhất thời với lợi thế bền vững có thể kiểm định chéo.
Thành tựu này có ý nghĩa gì với mật mã và tiền điện tử?
Thí nghiệm nhấn mạnh tốc độ tiến bộ của tính toán lượng tử, làm dấy lên lo ngại với hệ mật mã hiện hành như ECDSA (dùng trong địa chỉ Bitcoin), song năng lực hiện tại chưa đủ để phá các chuẩn phổ biến.
Một số chuyên gia cảnh báo ECDSA có thể bị xem là lỗi thời sớm từ 2030 nếu máy lượng tử đủ mạnh xuất hiện. Tuy nhiên, các ước lượng bảo thủ vẫn cho rằng còn khoảng cách lớn về phần cứng, sửa lỗi và khả năng mở rộng. Do đó, rủi ro là có thật về dài hạn, nhưng không đồng nghĩa nguy cơ trước mắt.
Bitcoin, ECDSA và mốc 2030 có thực tế?
Theo các nhận định chuyên gia được dẫn lại, ECDSA có thể chịu rủi ro từ máy lượng tử đủ mạnh sớm nhất vào khoảng 2030. Dù mốc này vẫn gây tranh luận, cộng đồng tiền điện tử cần chủ động chuẩn bị các phương án kháng lượng tử trước khi rủi ro trở nên hiện hữu.
Vấn đề còn là “hành động tập thể”: nhiều giao thức ưa tranh luận giải pháp hơn là triển khai những phương án né tránh rủi ro đã biết. Việc xây dựng lộ trình chuyển đổi, thử nghiệm chữ ký hậu lượng tử và cơ chế nâng cấp mềm là các hướng đi thực tiễn để giảm thiểu độ trễ.
Năng lực lượng tử hiện nay đang ở mức nào?
Theo Mental Outlaw, các khóa mã hóa hiện đại thường dài 2.048 đến 4.096 bit, trong khi máy lượng tử hiện nay chỉ có thể phá những khóa cỡ 22 bit hoặc nhỏ hơn, cho thấy khoảng cách năng lực còn rất lớn (nguồn: YouTube Mental Outlaw).
Con số này phản ánh trạng thái thực tế: số qubit hữu ích, chất lượng cổng, độ sâu mạch và sửa lỗi lượng tử vẫn là nút thắt. Vì vậy, dù nghiên cứu như của Google rất ấn tượng, khả năng phá vỡ chuẩn mật mã phổ biến vẫn nằm ở tương lai khi vượt qua các rào cản kỹ thuật ấy.
Cộng đồng và cơ quan quản lý đang chuẩn bị như thế nào?
Nhà đầu tư và doanh nghiệp thúc đẩy áp dụng chuẩn hậu lượng tử trước khi máy lượng tử đủ mạnh xuất hiện. Tháng 9, SEC Hoa Kỳ tiếp nhận một bản đệ trình phác thảo lộ trình chuẩn kháng lượng tử đến năm 2035 (SEC).
Song song, NIST đã phát hành các tiêu chuẩn hậu lượng tử đầu tiên vào năm 2024, tạo nền tảng kỹ thuật để ngành công nghiệp bắt đầu triển khai rộng rãi. Điều này giúp giảm rủi ro “thu thập ngay, giải mã sau” và chuẩn bị cho chuyển đổi dài hạn trên hạ tầng tài chính và dữ liệu nhạy cảm.
Chuẩn hậu lượng tử từ NIST đã sẵn sàng?
Năm 2024, NIST công bố các chuẩn hậu lượng tử đầu tiên gồm ML-KEM (từ Kyber) cho mã hóa khóa công khai, ML-DSA (từ Dilithium) và SLH-DSA (từ SPHINCS+) cho chữ ký số (NIST, 2024).
Các chuẩn này đang bước vào giai đoạn triển khai thực tiễn trong phần mềm, phần cứng và giao thức. Doanh nghiệp có thể áp dụng chiến lược chuyển đổi theo giai đoạn, thử nghiệm tương thích, và dùng cấu hình lai để cân bằng an toàn và hiệu năng trong giai đoạn quá độ.
Doanh nghiệp và dự án tiền điện tử nên làm gì ngay?
Ưu tiên kiểm kê tài sản mật mã, xác định điểm phụ thuộc ECDSA, RSA, ECC. Lập kế hoạch chuyển đổi sang PQC với mốc thử nghiệm, thí điểm và triển khai. Ưu tiên cơ chế nâng cấp linh hoạt on-chain, hỗ trợ chữ ký lai và khả năng khôi phục khóa an toàn.
Thử nghiệm PQC trên môi trường tách biệt, đo độ trễ, kích thước khóa, tác động phí. Đồng thời, theo dõi hướng dẫn từ NIST và cơ quan quản lý để bảo đảm tuân thủ khi chuẩn được cập nhật. Điều này giảm thiểu rủi ro gián đoạn và đáp ứng kỳ vọng phòng thủ chủ động.
Bảng so sánh nhanh: máy lượng tử vs siêu máy tính trong thí nghiệm của Google
Bảng sau tóm tắt khác biệt nổi bật theo thông tin được công bố.
| Tiêu chí | Máy tính lượng tử (Willow + quantum echoes) | Siêu máy tính truyền thống |
|---|---|---|
| Nhiệm vụ | Ánh xạ cấu trúc phân tử | Ánh xạ cấu trúc phân tử |
| Tốc độ tương đối | Nhanh hơn khoảng 13.000 lần (Google) | Chậm hơn trong phép thử tương ứng |
| Khả năng xác minh | Có thể tái lập trên hệ lượng tử cùng thông số (Google) | Không áp dụng cho quy trình echo lượng tử |
| Ý nghĩa | Chứng minh lợi thế lượng tử có thể xác minh | Cột mốc tham chiếu cho so sánh |
Nguồn và tài liệu tham khảo
- Google Research Blog: Quantum echoes and verifiable quantum advantage with Willow. https://blog.google/technology/research/quantum-echoes-willow-verifiable-quantum-advantage/
- Nature: Illustration on interference strengthening quantum echo. https://www.nature.com/articles/s41586-025-09526-6
- Mental Outlaw, YouTube: Phân tích năng lực phá khóa hiện tại của máy lượng tử. https://www.youtube.com/watch?v=5keAL6rphqA
- SEC: Bản đệ trình lộ trình chuẩn kháng lượng tử đến 2035. https://www.sec.gov/about/crypto-task-force/written-submission/cft-written-input-daniel-bruno-corvelo-costa-090325
- NIST (2024): Các tiêu chuẩn hậu lượng tử đầu tiên (FIPS 203/204/205). https://www.nist.gov
Những câu hỏi thường gặp
Google đã làm nhanh hơn 13.000 lần ở tác vụ nào?
Ánh xạ cấu trúc của một phân tử, sử dụng bộ xử lý Willow và kỹ thuật quantum echoes, theo công bố trên blog Google và mô tả minh họa trên Nature.
Kết quả “có thể xác minh” nghĩa là gì?
Là thí nghiệm có thể tái lập trên các hệ lượng tử khác có thông số tương đương, cho kết quả nhất quán khi thực hiện cùng quy trình và điều kiện kỹ thuật.
Máy lượng tử đã phá được ECDSA hay RSA chưa?
Chưa. Theo các phân tích được dẫn, máy lượng tử hiện chỉ xử lý cỡ khóa rất nhỏ, còn xa so với độ dài 2.048–4.096 bit phổ biến trong thực tế.
Khi nào cần chuyển sang mật mã hậu lượng tử?
Nên bắt đầu đánh giá và thử nghiệm sớm. NIST đã ban hành các chuẩn hậu lượng tử đầu tiên năm 2024, tạo cơ sở để triển khai có lộ trình.
SEC có động thái gì liên quan rủi ro lượng tử?
SEC đã nhận bản đệ trình tháng 9 phác thảo lộ trình chuẩn kháng lượng tử đến năm 2035, thể hiện sự quan tâm chính sách ở cấp cơ quan quản lý.
