Xu hướng của điện toán lượng tử và Internet vạn vật trong tương lai

Thứ Năm, 26 Tháng Mười Hai 20195:00 CH

• theo Forbes

Có lẽ khoảng hơn 10 năm nữa, các máy chủ, máy tính cá nhân, điện thoại di động thông minh và các thiết bị Internet vạn vật (IoT) đều sẽ chứa ít nhất một thành phần hoạt động với qubit – đơn vị thông tin của điện toán lượng tử.

Khi một thập kỷ mới đang đến gần, chúng ta đang sống trong dòng chảy của sự thay đổi công nghệ trên nhiều lĩnh vực. Một lĩnh vực cần lưu ý đó là điện toán lượng tử. Chúng ta đang bắt đầu phát triển vượt ra khỏi sự tính toán truyền thống để chuyển sang một kỷ nguyên dữ liệu mới gọi là điện toán lượng tử. Người ta hình dung rằng điện toán lượng tử (vẫn đang trong giai đoạn phát triển) sẽ thúc đẩy chúng ta vào tương lai bằng cách tác động đến bối cảnh của trí tuệ nhân tạo và phân tích dữ liệu. Sức mạnh và tốc độ của điện toán lượng tử sẽ giúp chúng ta giải quyết một số thách thức lớn nhất và phức tạp nhất mà nhân loại sẽ gặp phải trong tương lai.

Theo định nghĩa của Gartner, một công ty nghiên cứu và tư vấn công nghệ thông tin hàng đầu thế giới thì điện toán lượng tử là: Sử dụng các trạng thái lượng tử nguyên tử để tác động đến sự tính toán. Dữ liệu được tổ chức thành các qubit (bit lượng tử), có khả năng nắm giữ đồng thời tất cả các trạng thái có thể xảy ra. Dữ liệu được giữ trong qubit bị ảnh hưởng bởi dữ liệu được giữ trong các qubit khác, ngay cả khi có sự tách biệt về mặt vật lý. Hiệu ứng này được gọi là “sự vướng víu lượng tử”. Trong một mô tả đơn giản, máy tính lượng tử sử dụng các bit lượng tử (hay qubit) thay vì sử dụng các bit nhị phân truyền thống là số 0 và số 1 cho thông tin kỹ thuật số.

Có thêm một sự “vướng víu” khác liên quan đến lượng tử đó là mối liên hệ của nó với IoT. Theo định nghĩa một cách khái quát, IoT đề cập đến ý tưởng chung về những thứ có thể đọc, nhận biết, định vị, xác định và/hoặc có thể điều khiển thông qua Internet. Nó bao gồm các thiết bị, cảm biến, con người, dữ liệu và máy móc và sự tương tác giữa chúng. Business Insider Intelligence dự đoán rằng vào năm 2023, người tiêu dùng, công ty và chính phủ sẽ sử dụng 40 tỷ thiết bị IoT trên toàn cầu.

Trong khi chúng ta đang tiến triển nhanh chóng đến IoT và nền kinh tế kỹ thuật số mới, cả thiết bị tiên tiến và dữ liệu đều sinh sôi nảy nở với tốc độ đáng kinh ngạc. Thách thức bây giờ là làm thế nào để chúng ta giám sát và đảm bảo chất lượng dịch vụ của IoT? Sự đáp ứng, khả năng mở rộng, khả năng xử lý và tính hiệu quả là cần thiết để phục vụ tốt nhất cho bất kỳ công nghệ hoặc khả năng mới nào. Đặc biệt là trên hàng nghìn tỷ cảm biến.

Cụ thể, các công nghệ lượng tử sẽ ảnh hưởng đến sự tối ưu hóa về công suất tính toán, mô hình điện toán, độ trễ mạng, khả năng tương tác, trí tuệ nhân tạo (giao diện người / máy tính), phân tích thời gian thực và phân tích dự đoán, tăng sức mạnh lưu trữ và bộ nhớ dữ liệu, điện toán đám mây an toàn, ảo hóa, và sự bùng nổ của cơ sở hạ tầng viễn thông 5G. Đối với 5G, thông tin đầu cuối an toàn là sự mã hóa lượng tử cơ bản (tạo mã bảo mật) có thể là giải pháp cho kết nối IoT đang phát triển nhanh chóng.

Bảo mật trong IoT là một vấn đề tối quan trọng. Hiện tại các thuật toán mã hóa đang được sử dụng để giúp bảo mật thông tin liên lạc (xác thực và kiểm tra) trong IoT. Nhưng vì chúng dựa vào các sơ đồ khóa công khai nên sự mã hóa của chúng có thể bị phá bởi các tin tặc tinh vi sử dụng máy tính lượng tử trong tương lai không xa.

Trong khi đó, điện toán lượng tử có khả năng tạo ra một mạng lưới các thiết bị và dữ liệu gần như không thể phá được. Nhu cầu mã hóa và bảo vệ an toàn các thiết bị được kết nối IoT và cung cấp sức mạnh cho chúng với tốc độ theo cấp số nhân và khả năng phân tích là một điều bắt buộc đối với cả chính phủ và khu vực tư nhân.

Khi điện toán lượng tử và IoT hợp nhất, cũng sẽ có một hệ sinh thái mới về các vấn đề chính sách. Chúng bao gồm các nội quy, các giao thức tương tác, an ninh mạng, quyền riêng tư/giám sát, các hệ thống tự điều khiển phức tạp, các quy trình thương mại tốt nhất.

Khi khả năng tính toán lượng tử phát triển, chúng ta nên có những hành động kịp thời để chuẩn bị cho IoT trong thế giới lượng tử. Có nhiều lĩnh vực để khám phá trong nghiên cứu, phát triển và cuối cùng là thực hiện. Thập kỷ tới sẽ cung cấp cả về nhu cầu và cơ hội để khám phá những vấn đề liên quan đến lượng tử.

Phan VănHòa (theo Forbes)