Những xu hướng công nghệ triển vọng cho năm 2019

Máy tính lượng tử

Công nghệ điện toán đã và đang được cách mạng hóa ngày càng triệt để, mang đến cho con người nhiều thay đổi kỳ lạ. Từ máy tính khổng lồ có kích thước lớn như một căn phòng đến máy tính cầm tay và điện thoại thông minh và tương lai sẽ là thời của máy tính lượng tử. Mặc dù máy tính lượng tử vẫn còn trong giai đoạn “trứng nước” song khoa học đã tiên đoán trước nhiều tiềm năng hứa hẹn, đưa ngành tính toán của nhân loại lên tầm cao mới.

Theo Wikipedia, máy tính lượng tử (Quantum computer) là một thiết bị thực hiện tính toán lượng tử bằng cơ học lượng tử. Chúng khác với các máy tính thông thường, sử dụng “qubits” làm đơn vị thông tin thay vì hệ thống nhị phân thông thường (0 hoặc 1). Qubit là một dạng rút gọn của “bit lượng tử có tính chất đặc biệt và hoạt động trên hai nguyên tắc chính của vật lý lượng tử: chồng chất và vướng víu. Máy tính lượng tử chạy trên một loại thuật toán lượng tử mới để xử lý thông tin”.

Máy tính lượng tử là những cỗ máy vô cùng mạnh mẽ, được thiết kế để giải quyết các định luật phức tạp và hấp dẫn của tự nhiên bằng cách sử dụng các định luật cơ học lượng tử. Chúng giúp con người gỡ rối các cấu trúc liên kết hóa học và phân tử phức tạp. Đồng thời, giúp ngành y và các ngành công nghiệp khác khám phá các loại thuốc cũng như các loại vật liệu mới. Tuy nhiên, theo các nhà nghiên cứu của IBM, bên cạnh tiềm năng to lớn, có một số vấn đề quan trọng mà máy tính kiểu này không thể giải quyết. Ví dụ, một phân tử caffeine trong tách cà phê đủ phức tạp để không máy tính nào, kể cả truyền thống lẫn lượng tử bẻ khóa và hiểu được cấu trúc lẫn tính chất chi tiết của chúng.

IBM hiện đang thực hiện một dự án tham vọng có tên Dự án trải nghiệm lượng tử (IBM Quantum Experience) dựa trên thuật toán đám mây có sẵn để vận hành các chương trình riêng cho máy tính của IBM. Ngoài ra, công ty D-Wave có trụ sở tại Canada là nơi đầu tiên thương phẩm loại máy tính mới này. Sản phẩm đầu tiên có tên D-Wave 2000Q, cao 30,4 m giá 15 triệu USD. Do tính đặc thù nên ban đầu máy tính lượng tử vẫn chưa thực sự phổ thông, nhiều quốc gia và các cơ quan quân sự đã tài trợ cho các nghiên cứu để phát triển các máy lượng tử riêng của mình để phục vụ mục đích kinh doanh, an ninh quốc gia và môi trường.

Vật liệu tự phục hồi

Vật liệu tự phục hồi không phải là một khái niệm mới, người Ấn Độ, Ai Cập cổ đại đã từng sử dụng công nghệ này để xây dựng nhà cửa, đền thờ và các công trình truyền thống từ cách đây hàng nghìn năm. Vật liệu tự phục hồi (Self-healing materials) có đặc tính giống với các chất sinh học và cơ chế hoạt hóa giống như da người. Vì chúng là nhân tạo hoặc tổng hợp nên có khả năng tích hợp, tự động sửa lại các tổn thương mà không cần can thiệp của con người. Ứng dụng của loại vật liệu tự phục hồi rất rộng, như: dùng cho màn hình điện thoại di động hay cho các thiết bị gia dụng, thậm chí các cấu trúc kiến trúc như các tòa nhà và cầu cống. Nói ngắn gọn hơn, tự chúng ngăn chặn hư hỏng do môi trường hay do lão hóa gây ra.

Lưu trữ ADN

Chuyện bắt đầu từ tháng 7-2016 khi Microsoft tuyên bố một kỷ lục “có một không hai”: lưu trữ 200 MB dữ liệu về chuỗi ADN tổng hợp. Ngày nay, các nhà khoa học đã tiến xa hơn bằng cách phát triển khả năng lưu trữ ADN tăng gấp 100 lần so với thành tích của Microsoft. Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Columbia và Trung tâm Nghiên cứu gen New York (NYGC) đã phát minh ra một chiến lược mã hóa mới, đặt tên là đài phun ADN. Đài phun ADN là phiên bản tùy chỉnh của thuật toán truyền phát video trên điện thoại di động. Hệ thống mã hóa mới này sẽ giúp các nhà khoa học có thể cài 215 petabyte dữ liệu vào một gram chuỗi ADN.

Phương pháp lưu giữ ADN nói trên mang lại nhiều tiềm năng hứa hẹn bởi nó mang tính di động và tin cậy và có thể bảo quản hàng nghìn năm trong điều kiện thích hợp.

Đảo ngược chứng liệt - phương pháp trị bệnh mới mang lại hy vọng cho bệnh nhân bị liệt.

Liệu pháp mới để chữa trị bệnh liệt

Một phương pháp chữa trị liệt sẽ được ra đời và đưa vào ứng dụng ngay trong năm 2019. Đó là phát minh của nhà thần kinh học người Pháp Grégoire Courtine để điều trị bệnh liệt do chấn thương tủy sống. Phương pháp này sử dụng công nghệ kích hoạt cơ bắp cụ thể bằng một lượng điện chừng vài vôn. Chìa khóa của phương pháp này là con chip giải thích và giải mã tín hiệu từ vỏ mô tơ não và gửi thông tin đến các điện cực nằm trên bề mặt của tủy sống thắt lưng. Cách mô phỏng điện này sẽ điều chỉnh các mạng nơron khác nhau để kích hoạt các cơ bắp cụ thể của cơ thể. Nghiên cứu được áp dụng trên khỉ bị tê liệt cho thấy kết quả rất khả quan, hy vọng sẽ tạo ra một liệu pháp mới để điều trị bệnh liệt của con người trong tương lai.

Hệ thống giám sát tích hợp AI (Camera an ninh CCTV)

Giám sát điện tử là hệ thống an ninh đáng tin cậy nhất. Hầu hết các vụ án hình sự và trộm cắp đều được giải quyết đều dựa trên cảnh quay của camera an ninh CCTV. Trong văn phòng, trường học, đường phố và trung tâm, mọi di chuyển của chúng ta đều được ghi lại và theo dõi. Nhưng có một số hạn chế với hệ thống giám sát truyền thống của CCTV là tính “thông minh”, cần sự can thiệp của con người và tiêu tốn nhiều thời gian trong khi điều tra.

Để khắc phục nhược điểm này, trong thời gian tới hệ thống giám sát AI (trí tuệ nhân tạo) sẽ được ra đời. Các công ty lớn như Hitachi và Nvidia hiện đang tiên phong nghiên cứu và phát triển các hệ thống giám sát kiểu này. Thực chất đây là hệ thống giám sát tích hợp trí tuệ nhân tạo nên có tính “thông minh” cao hơn. Với sự trợ giúp của dữ liệu lớn và các thuật toán học triệt để như camera an ninh nhận dạng hành vi và khuôn mặt có thể dự báo được cả những mối đe dọa tiềm ẩn giúp cảnh sát và các cơ quan chức năng sớm đưa ra cảnh báo nhằm giảm thiểu mối nguy hiểm. Những cỗ máy thông minh này có thể tự hoạt động, không cần sự can thiệp của con người, có thể phân tích và theo dõi khuôn mặt của mọi đối tượng ở mọi góc cạnh, kể cả khi di chuyển. Đặc biệt hữu hiệu trong việc theo dõi trẻ em mất tích, xác định tội phạm khủng bố trong đám đông, sau đó so sánh chúng dữ liệu cơ sở đang được ngành an ninh quốc gia quản lý để tìm ra thủ phạm.

Bích Kim

(Dịch từ Techlurn.org - 12/2018)