Tìm hiểu về máy tính tương lai theo quan điểm của các nhà sản xuất lớn | Kiến trúc máy tính | Trường đại học Nha Trang

lOMoARcPSD| 40651217 lOMoAR cPSD| 40651217
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI TẬP NHÓM 5
TÌM HIỂU VỀ MÁY TÍNH TƯƠNG LAI THEO QUAN ĐIỂM CỦA
CÁC NHÀ SẢN XUẤT LỚN Giảng viên:
Cấn Thị Phượng Môn học:
Kiến Trúc Máy Tính
Nhóm học phần: 64.CNTT-4
Sinh viên thực hiện:
Phạm Tuấn Kiệt – 64131060 (NT)
Trịnh Ngọc Tuấn – 64132848
Nguyễn Thành Phước – 64131858
Nguyễn Hải Sơn – 64132058
Trần Lương Gia Bảo – 64130134 Nha Trang, Khánh Hòa - 2023 lOMoARcPSD| 40651217 MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
Chương 1. TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH VÀ CÁC XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN
CỦA MÁY TÍNH TRONG TƯƠNG LAI..................................................................3
1.1 TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH.............................................3
1.2 XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH TRONG TƯƠNG LAI...............3
Chương 2. MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ - MỤC TIÊU CHUNG CỦA CÁC NHÀ SẢN
XUẤT LỚN...................................................................................................................7
2.1 SƠ LƯỢC VỀ MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ.............................................................7
2.2 SỰ KHÁC BIỆT GIỮA MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ VÀ MÁY TÍNH THÔNG
THƯỜNG...................................................................................................................8
2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ............................9
2.4 INTERNET LƯỢNG TỬ - THE QUANTUM INTERNET................................11
Chương 3. MỘT SỐ CÁC QUAN ĐIỂM KHÁC CỦA CÁC NHÀ SẢN XUẤT...13
3.1 TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH: DỰ ĐOÁN 50 NĂM – TIẾN SĨ PAUL B.
SCHNECK...............................................................................................................13
3.1.1 Công nghệ linh kiện......................................................................................13
3.1.2 Khoa học máy tính và toán học.....................................................................13 3.1.3
Lập trình viên và khả năng lập trình..............................................................14
3.1.4 Giao diện người dùng....................................................................................14
3.2 KẾT NỐI 5G/6G................................................................................................15
3.3 AI VÀ TỰ ĐỘNG HÓA....................................................................................15
3.4 CÔNG NGHỆ AN NINH MẠNG.....................................................................16
3.5 TƯƠNG LAI CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 2025-2030...............................17
3.5.1 Điện toán đám mây sử dụng trí tuệ nhân tạo.................................................17
3.5.2 Điện toán đám mây trong ngành giáo dục.....................................................17
3.5.3 Điện toán đám mây trong ngành chăm sóc sức khỏe....................................18
3.5.4 Ảnh hưởng kinh tế của đám mây và công nghệ đám mây.............................18
3.5.5 Công nghệ đám mây và cộng tác an toàn hơn...............................................18
Chương 4. TẦM QUAN TRỌNG CỦA MÁY TÍNH TƯƠNG LAI TRONG VIỆC
PHÁT TRIỂN CÁC LĨNH VỰC KINH TẾ VÀ XÃ HỘI......................................20
Chương 5. XÁC ĐỊNH NHỮNG THÁCH THỨC MÁY TÍNH TƯƠNG LAI......22
Chương 6. KẾT LUẬN..............................................................................................23
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................24 lOMoARcPSD| 40651217 PHẦN MỞ ĐẦU
Trải qua hơn một thế kỷ phát triển, máy tính dần trở thành công cụ vô cùng quan trọng
trong đời sống và hoạt động của con người hiện đại. Từ khi được phát minh cho đến nay,
máy tính đã và đang từng bước đi vào cuộc sống của chúng ta, tạo nên những thay đổi căn
bản cho thế giới và khả năng của loài người, giúp cuộc sống trở nên phong phú, dễ dàng
hơn. Mọi câu hỏi hay băn khoăn giờ đây đã dễ dàng tra cứu hơn bằng cách sử dụng các
công cụ tìm kiếm như Google, thay vì phải mất thời gian tìm tài liệu liên quan. Khả năng
của máy tính không giới hạn ở bất kỳ lĩnh vực nào, ví dụ như: Máy tính giúp Y học đưa ra
các chẩn đoán về cơ thể; Máy tính có thể giúp các nhà thiết kế thời trang hoặc các kiến trúc
sư, … tìm ra được những kiểu thiết kế đẹp mắt, phù hợp với xu hướng hiện tại. Ngoài ra,
trong sản xuất, các hệ thống máy tính còn có thể thực hiện các công việc nguy hiểm, thậm
chí còn có thể tự điều khiển các cỗ máy khác hoạt động theo đúng ý của con người.
Cùng với sự ra đời của mạng Internet, ta có thể nhanh chóng xử lý công việc một cách
dễ dàng, giúp cho việc tìm hiểu, giao lưu và học hỏi trở nên nhanh chóng, thuận tiện hơn.
Máy tính đã dần thay thế những chiếc máy đánh chữ cổ lỗ sĩ, có thể thay thế cả giấy, bút và
trở thành một công cụ làm việc đắc lực và hiệu quả cho con người.
Tuy có thể giúp ích được rất nhiều cho con người, song nó vẫn còn những mặt
hạn chế về việc kiểm tra và xử lý dữ liệu hay các phép toán phức tạp yêu cầu chuyên
sâu trong các ngành khoa học như thiên văn, dự báo thời tiết, y học, sinh vật, toán học
v.v... Thông qua bài viết này, chúng ta sẽ hiểu hơn về những dự đoán và nỗ lực của các
nhà sản xuất lớn trong việc phát triển những ứng dụng mới mẻ, tiên tiến hơn nữa cho
người sử dụng và về các loại máy tính trong tương lai sẽ hình thành và phát triển như thế
nào so với hiện nay cùng với những cơ hội, thách thức và những hướng đi của nền công
nghệ máy tính trong tương lai. lOMoARcPSD| 40651217
Chương 1. TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH VÀ CÁC XU HƯỚNG PHÁT
TRIỂN CỦA MÁY TÍNH TRONG TƯƠNG LAI
1.1 TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH
“Máy tính tương lai” là một thuật ngữ không dùng để chỉ riêng cho sự phát triển
của máy tính ở thời điểm hiện tại hay trong tương lai, đây còn là một thuật ngữ có thể
hiểu là công nghệ của tương lai, những trí tuệ, kỹ thuật khoa học thuộc lĩnh vực công
nghệ thông tin. Tính đến thời điểm hiện tại, đã có rất nhiều tiểu thuyết, phim ảnh hình
dung ra sự phát triển trong tương lai của máy tính, quen thuộc nhất đối với chúng ta chính
là Doraemon - Một chú mèo máy thuộc thế kỷ 22 đã mang về quá khứ biết bao nhiêu
công nghệ của một thế hệ hiện đại. Thậm chí cực đoan hơn, có không ít bộ phim đã hình
dung ra cảnh tượng máy tính trong tương lai sẽ thống trị loài người (như phim I, robot;
Terminator, Ant Man, Iron Man,…vv). Dù còn đang ở quy mô thử nghiệm nhưng đã có
một số mẫu “máy tính tương lai” đã thực sự được chế tạo, chúng ta có thể xem đây là
niềm tự hào của nhân loại nói chung và ngành công nghiệp máy tính nói riêng trong công
cuộc phát triển hiện đại.
Máy tính là phương tiện làm việc tuyệt vời và hiệu quả nhất tính đến thời điểm
hiện tại, giúp con người có thể hiểu sâu vào thế giới tự nhiên, liên lạc với nhau một cách
dễ dàng, từ đó mà hiệu quả công việc có năng suất cao hơn trước. Tuy nhiên, nó vẫn còn
những hạn chế riêng như: tốc độ tính toán còn giới hạn và phụ thuộc nhiều vào độ phức
tạp của vấn đề, kết quả tính toán vẫn chưa đạt các yêu cầu chuyên sâu, việc dùng năng
lượng cho máy tính còn yêu cầu tương đối lớn.
1.2 XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH TRONG TƯƠNG LAI
Ngày 18 tháng 1 năm 2023, tại Los Alamitos, California, Hiệp hội máy tính IEEE -
tổ chức hàng đầu thế giới của các chuyên gia máy tính đã cung cấp phân tích toàn diện về
thành công được dự đoán của từng công nghệ, tác động tiềm ẩn đối với nhân loại, dự đoán
sự trưởng thành và dự đoán việc áp dụng thị trường, đồng thời bao gồm các chân trời cho
các cơ hội áp dụng thương mại cho các học viện, chính phủ , các tổ chức nghề nghiệp và
ngành công nghiệp, đã công bố báo cáo dự đoán công nghệ cho năm 2023. [1] Nita Patel,
chủ tịch IEEE CS cho biết: “ Năm vừa qua tiếp tục là con đường không chắc chắn trên thị lOMoAR cPSD| 40651217
trường toàn cầu và những tiến bộ trong công nghệ cần phải nhanh chóng thích ứng và đáp
ứng. Dự đoán Công nghệ năm 2023 từ Hiệp hội Máy tính cung cấp một cái nhìn thoáng
qua về tương lai và tiếp tục giúp các thành viên của chúng tôi cũng như cộng đồng tổng
thể lên kế hoạch cho những gì sắp tới.” [1]
[1] Những xu hướng công nghệ hàng đầu được dự đoán là:
• Chăm sóc sức khỏe từ xa & Thiết bị đeo (Remote Healthcare & Wearables)
Chăm sóc sức khỏe từ xa với thiết bị đeo tiên tiến sẽ cho phép bệnh nhân nhận hỗ trợ
y tế từ xa và bác sĩ thực hiện các thủ thuật, tham khảo ý kiến của các chuyên gia từ xa
và có quyền truy cập vào thông tin sức khỏe quan trọng
• Thực tế tăng cường (Augmented Reality)
Sự tích hợp liền mạch giữa thế giới thực và không gian mạng sẽ ngày càng trở nên hiện thực.
• Phần mềm cho Edge2 Cloud Continuum
Phần mềm này bao gồm phần mềm mới để phát triển và triển khai các thành phần,
hệ thống và nền tảng điện toán thế hệ tiếp theo cho phép chuyển đổi sang tính toán liên
tục với năng lực mạnh mẽ ở biên và biên xa trong một môi trường năng lượng- cách
hiệu quả và đáng tin cậy
• Phần cứng mở (Open Hardware)
Từ hệ thống mở (OCP) đến ISA (RISC-V) và các kết nối (CXL, UCIe), phong trào
nguồn mở đã mở rộng sang phần cứng.
• DevOps được hỗ trợ bởi AI (AI-Assisted DevOps)
Cách tiếp cận DevOps truyền thống sẽ được cải thiện để giải quyết sự phức tạp ngày
càng tăng của các hệ thống phần mềm.
• In 3D trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe được cá nhân hóa
In 3D trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe sẽ phát triển theo hướng sản xuất phụ gia
tùy chỉnh cho các cá nhân.
• Trí tuệ nhân tạo (Generative AI)
Trong vài năm tới, AI sẽ được sử dụng ngày càng nhiều, tăng hiệu quả và cho phép
các dịch vụ mới. Nó cũng bị ràng buộc để nâng cao các vấn đề đạo đức và xã hội. Mong lOMoAR cPSD| 40651217
đợi tác động mạnh mẽ đến kinh doanh (ngắn hạn), giáo dục (dài hạn) và xã hội (trung hạn đến dài hạn).
• IT for Sustainability
Công nghệ sẽ phát triển từ CNTT bền vững sang các ứng dụng CNTT mới cho sự
bền vững, năng lượng sạch và nền kinh tế xanh.
• Công nghệ xe tự lái (Autonomous Driving)
Xe tự lái trong môi trường được kiểm soát đang bắt đầu được áp dụng trên quy mô
lớn, được hỗ trợ bởi các trường hợp kinh doanh hiệu quả.
• Sản xuất phân tán kỹ thuật số (Digital Distributed Manufacturing)
Sản xuất phân tán kỹ thuật số sẽ giảm dấu chân năng lượng và môi trường, đồng thời
tăng khả năng phục hồi của chuỗi cung ứng. • Trusted Computing
Sẽ có sự nâng cao nhận thức cộng đồng và sự chú ý đến tính toán đáng tin cậy/được
đảm bảo trên tất cả các lĩnh vực công nghiệp. Các chính phủ sẽ tăng cường tập trung
vào các hành động lập pháp để đảm bảo rằng các hệ thống tiếp xúc với công chúng có thể được tin cậy.
• Mạng nơ-ron đồ thị lớn (Huge Graph Neural Networks)
Các ứng dụng sử dụng các mô hình khổng lồ, chẳng hạn như ChatGPT, đã chứng tỏ
tác động thực sự đối với một loạt vấn đề đáng kể. Mạng nơ-ron đồ thị có thể biểu diễn
các cấu trúc “thế giới thực” phức tạp. Chúng tôi dự đoán rằng các mô hình GNN khổng
lồ sẽ được sử dụng rộng rãi trong học máy.
• Dược phẩm Thích ứng, Sáng tạo (Adaptive, Generative Pharmaceuticals)
Những tiến bộ trong công nghệ nano và trí tuệ nhân tạo có thể rút ngắn thời gian
phát triển vắc xin và mở rộng hiệu quả của chúng.
• Rô-bốt tự trị & Máy trí tuệ I/F
Sẽ diễn ra sự tiếp thu rộng rãi các nền tảng rô-bốt, bao gồm cả các phần mở rộng của cơ thể con người.
• Trí tuệ tổng hợp nhân tạo (Artificial General Intelligence)
Những tiến bộ trong AI sẽ dẫn đến các hệ thống AGI có thể hiểu hoặc học bất kỳ
nhiệm vụ trí tuệ nào mà con người có thể thực hiện. lOMoARcPSD| 40651217
• Số hóa toàn cầu các giao dịch tiền tệ (Global Digitalization of Monetary Transactions)
Chuyển đổi kỹ thuật số các giao dịch tiền tệ sẽ mở ra những cơ hội đột phá mới trên thị trường toàn cầu. • Space ITC
Khi ngày càng có nhiều công ty gửi công nghệ lên vũ trụ, các rào cản gia nhập đang giảm đi nhanh chóng.
• Sản xuất không gian bền vững (Sustainable Space Manufacturing)
Các công nghệ và dịch vụ sản xuất và tái chế không gian sẽ cải thiện tính bền vững,
khả năng phục hồi và chi phí của hệ sinh thái không gian.
• Phát hiện/Chỉnh sửa thông tin (Disinformation Detection/Correction)
Cải thiện độ tin cậy của thông tin về sức khỏe cộng đồng, chính trị và khoa học sẽ
cải thiện thông tin công khai cần thiết cho các quyết định đúng đắn từ cấp độ cá nhân đến xã hội.
Chương 2. MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ - MỤC TIÊU CHUNG CỦA CÁC
NHÀ SẢN XUẤT LỚN
2.1 SƠ LƯỢC VỀ MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ
Lĩnh vực máy tính lượng tử được Yuri Manin nêu ra lần đầu tiên vào năm 1980 và
bởi Richard Feynman năm 1982. Máy tính lượng tử sử dụng tính chất spin đại diện cho
các bit lượng tử cũng được hình thành khi khái niệm không thời gian lượng tử được đưa
ra vào năm 1969 [2]. Mẫu máy tính lượng tử đầu tiên là máy 2-qubit, được chế tạo vào
năm 1996 bởi hai tác giả là N.Gershenfeld và I.L. Cubinec. Các qubit được hiện thực bởi
spin hạt nhân của các nguyên tử thuộc phân tử chloroform, như vậy máy tính lượng tử ở
đây đơn giản là một phân tử Chloroform. Tiếp đó, một số mẫu máy 3, 5, 7, 15 qubit được
giới thiệu và các mẫu này chủ yếu được thực hiện tại trung tâm nghiên cứu Alamaden của
hãng IBM - trong các năm 1999, 2000, 2002, 2005. [3]
Đáng chú ý là mẫu máy có tên Orion của Hãng D-Wave systems of Vancouver của
Canada. Orion có 16-qubit, được chế tạo dựa trên vật liệu siêu dẫn có thể thực hiện một
số phép tính số học đơn giản. Linh kiện của máy này dựa trên mạch được chế tạo bởi hai
loại bán dẫn là Al và Nb. Dòng điện trong các qubit của Orion có thể truyền vòng quanh lOMoARcPSD| 40651217
cuộn dây theo hoặc ngược chiều kim đồng hồ, hoặc cả hai hướng tương ứng với bit 0, bit
1 hoặc chồng chập các giá trị đó. Để thực hiện các tính toán, Orion được làm lạnh xuống
nhiệt độ 0,01K nhằm hạn chế các nhiễu nhiệt có thể phá hủy trạng thái chồng chập và
vướng víu lượng tử. Sau Orion, hãng này tiếp tục cho ra các mẫu khác: bộ xử lí 128 qubit
D-Wave One vào tháng 5/2011, D-Wave 2X vào 2016 và phiên bản thương mại D-Wave
2000Q vào 2017 với số lượng qubit nhiều gấp đôi so với D-Wave 2X. Sản phẩm của
Hãng D-Wave systems of Vancouver đã được NASA, Google và Intel mua để phục vụ
cho mục tiêu nghiên cứu. [3]
Năm 2017, ba hãng công nghệ lớn: Google, Intel, IBM đều giới thiệu các mẫu máy
50-qubit. Tháng 3/2018, Google cho ra đời mẫu máy 72-qubit. Hai quốc gia là Trung
Quốc và Nga cũng đang ráo riết tham gia vào cuộc đua này với các khoản đầu tư lớn, đặc
biệt là Trung Quốc chi hơn 10 tỷ USD cho nghiên cứu công nghệ tính toán lượng tử. Vào
đầu năm 2018, hai nước này đã đã tuyên bố chế tạo thành công các mẫu máy 50-qubit và 51-qubit. [6]
Máy tính lượng tử là một thiết bị tính toán sử dụng trực tiếp các hiệu ứng của cơ
học lượng tử như tính chồng chập và vướng víu lượng tử để thực hiện các phép toán trên
dữ liệu đưa vào, là một lĩnh vực máy tính tập trung vào việc phát triển công nghệ máy
tính dựa trên các nguyên tắc của lý thuyết lượng tử, giải thích tính chất của năng lượng và
vật chất ở cấp độ nguyên tử và hạ nguyên tử, Máy tính lượng tử sử dụng các bit lượng tử
(qubit) tận dụng cơ học lượng tử để hoạt động tính toán theo dạng chồng 0 và 1 nhất định
tại mỗi thời điểm, một sự kết hợp của 0 và 1.
Máy tính lượng tử quy mô lớn sẽ có khả năng giải được các vấn đề phức tạp một
cách nhanh hơn bất kỳ một máy tính cổ điển sử dụng các thuật toán tốt nhất hiện nay, như
thuật toán Shor để phân tích số tự nhiên thành tích các số nguyên tố, hoặc mô phỏng hệ
lượng tử nhiều hạt. Cũng có những thuật toán lượng tử, như thuật toán Simon, cho phép
máy tính hoạt động nhanh hơn bất kỳ một máy tính dựa trên thuật toán xác suất cổ điển. lOMoARcPSD| 40651217
Hình 2.1: Máy tính lượng tử của Google [5]
2.2 SỰ KHÁC BIỆT GIỮA MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ VÀ MÁY TÍNH THÔNG THƯỜNG
Máy tính lượng tử và máy tính thông thường khác nhau đáng kể về cách thức hoạt
động, kiến trúc và cách xử lý thông tin. Dưới đây là một số sự khác biệt chính giữa hai loại máy tính này:
- Đơn vị tính: Máy tính thông thường sử dụng các đơn vị tính nhị phân để biểu diễn
thông tin và tính toán, trong khi đó, máy tính lượng tử sử dụng các đơn vị tính
quantum bit (hay còn gọi là qubit) để biểu diễn thông tin.
- Thao tác tính toán: Máy tính thông thường sử dụng các phép tính logic (AND, OR,
NOT) để xử lý thông tin, trong khi máy tính lượng tử sử dụng các thao tác toán học
phức tạp hơn, bao gồm cả sự tương tác giữa các qubit.
- Khả năng xử lý thông tin: Máy tính thông thường có khả năng xử lý thông tin liên tục,
trong khi máy tính lượng tử chỉ có thể xử lý thông tin theo từng bước (hay còn gọi là thời gian rời rạc).
- Cấu trúc phần cứng: Máy tính truyền thống có cấu trúc phần cứng đơn giản, bao gồm
các thành phần như bộ vi xử lý (CPU), bộ nhớ và các thiết bị nhập xuất. Trong khi đó,
máy tính lượng tử có cấu trúc phần cứng phức tạp hơn, bao gồm các qubit (đơn vị tính
của máy tính lượng tử), các thiết bị điều khiển, cảm biến, và các hệ thống làm mát đặc biệt.
- Ứng dụng: Máy tính thông thường được sử dụng chủ yếu cho các tác vụ tính toán
thông thường như xử lý văn bản, tính toán tài chính, xử lý hình ảnh, và các tác vụ máy lOMoAR cPSD| 40651217
tính khác. Trong khi đó, máy tính lượng tử được sử dụng cho các tác vụ tính toán
phức tạp như phân tích dữ liệu lớn, giải mã các mã khóa bảo mật và mô phỏng các quá
trình vật lý và hóa học phức tạp.
- Ngôn ngữ lập trình: Máy tính truyền thống sử dụng các ngôn ngữ lập trình như C++,
Java, Python, và các ngôn ngữ lập trình khác để viết chương trình, trong khi đó, máy
tính lượng tử sử dụng các ngôn ngữ lập trình đặc biệt, ví dụ như Qiskit, Microsoft
Quantum Development Kit, và các ngôn ngữ lập trình khác.
Tóm lại, máy tính lượng tử và máy tính thông thường có sự khác biệt đáng kể về
kiến trúc, cách thức hoạt động và cách xử lý thông tin, và từ đó có ứng dụng khác nhau
trong các lĩnh vực khác nhau.
2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ
Máy tính lượng tử hoạt động dựa trên nguyên lý của vật lý lượng tử và sử dụng
qubit để lưu trữ và xử lý thông tin. Quá trình tính toán được thực hiện bằng cách áp dụng
các cổng lượng tử để thực hiện các phép biến đổi trên các qubit. Được cấu tạo từ các hạt
lượng tử hai trạng thái, ví dụ phôton với trạng thái phân cực ngang và phân cực dọc, hạt
nhân nguyên tử spin up và spin down, electron với spin lên và spin xuống, nguyên tử với
hai mức năng lượng (mức cơ bản và mức kích thích) hay mạch siêu dẫn với trạng thái lên
và xuống. Bình thường khi ở trạng thái cô lập, tức không có tác động nào từ bên ngoài,
các hạt này ở trạng thái chồng chập của hai trạng thái trên: hạt phôton vừa phân cực
ngang vừa phân cực dọc, electron vừa quay sang trái vừa quay sang phải. [4]
Nếu máy tính điện tử sử dụng bit là đơn vị thông tin, thì máy tính lượng tử sử dụng
hạt hai trạng thái làm đơn vị thông tin được gọi là qubit. Trong điều kiện cô lập các hạt
lượng tử đồng thời ở cả hai trạng thái, do đó nếu máy tính được chế tạo từ N hạt (gọi là
máy tính N-qubit) thì nó đồng thời tồn tại ở 2N trạng thái, tức có thể thực hiện một lúc 2N
phép tính. Hiệu ứng này được gọi là tính song song lượng tử, nó đảm bảo cho sự gia tăng
tốc độ tính toán theo hàm mũ của máy tính lượng tử.
Qubit có một số thuộc tính đặc biệt, khiến một nhóm trong số chúng có khả năng
cung cấp sức mạnh xử lý cao hơn nhiều so với cùng một số bit nhị phân. Quan trọng nhất
được gọi là chồng chất và rối lượng tử. lOMoARcPSD| 40651217
Đơn vị thông tin của máy tính lượng tử là qubit. Đó là ký hiệu trạng thái của hạt
lượng tử hai trạng thái. Hai trạng thái riêng của hạt được ký hiệu là |0〉 và |1〉 (ví dụ |0〉 là
spin up và |1〉 là spin down). Khi ở trạng thái cô lập thì hạt ở trạng thái chồng chập:
|Ѱ〉 = α|0〉 + β|1〉
Trong đó α, β là các số phức thỏa mãn điều kiện |α|2 + |β|2 = 1.
Mỗi trạng thái chồng chập là một qubit, do đó ứng với hai bit cổ điển |0〉 và |1〉 sẽ có vô
số qubit. Bằng cách chuyển sang tọa độ cầu trong không gian ba chiều có thể biểu diễn qubit dưới dạng:
Hình 4.1: Biểu diễn Qubit dưới dạng công thức. [7]
Công thức trên cho thấy các qubit tạo thành một mặt cầu đơn vị trong không gian
ba chiều, gọi là quả cầu Bloch, trong đó các bit cổ điển |0〉 và |1〉 là hai điểm cực Bắc và cực Nam.
Hình 4.2: biểu diễn Bit và Qubit. [7]
Việc Qubit lấp đầy một mặt cầu dẫn đến ý nghĩ là có thể gói một lượng vô hạn
thông tin cổ điển trong một bit lượng tử, nhưng thực tế không xảy ra như vậy. Bởi khi đọc
thông tin từ máy tính lượng tử ta đã thực hiện hành vi đo lượng tử, do đó xảy ra hiện
tượng suy sụp hàm sóng và trạng thái chồng chập lập tức biến thành trạng thái cổ điển,
tức các qubit biến thành bit và ta cũng chỉ thu được một trong hai bit cổ điển. lOMoARcPSD| 40651217
2.4 INTERNET LƯỢNG TỬ - THE QUANTUM INTERNET
Trong một cuộc họp báo tại Đại học Chicago, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) đã
công bố một báo cáo đưa ra chiến lược kế hoạch chi tiết cho sự phát triển của Internet
lượng tử quốc gia, đưa Hoa Kỳ đi đầu trong lĩnh vực này. Vào tháng 2 năm 2020, Phòng
thí nghiệm quốc gia DOE, các trường đại học và ngành công nghiệp đã gặp nhau tại thành
phố New York để phát triển chiến lược kế hoạch chi tiết của một mạng internet lượng tử
quốc gia, đặt ra các nghiên cứu thiết yếu cần hoàn thành, mô tả các rào cản kỹ thuật và
thiết kế, đồng thời thiết lập gần mục tiêu kỳ hạn. Internet lượng tử sẽ dựa vào các định
luật cơ học lượng tử để kiểm soát và truyền thông tin an toàn hơn bao giờ hết. [10]
Hiện đang Internet lượng tử trong giai đoạn phát triển ban đầu, Một trong những
đặc điểm nổi bật của truyền lượng tử là chúng cực kỳ khó bị nghe trộm khi thông tin
truyền giữa các vị trí. Các nhà khoa học có kế hoạch sử dụng đặc điểm đó để tạo ra các
mạng hầu như không thể bị tấn công. Những tổ chức, ngành nghề hoặc lĩnh vực áp dụng
sớm có thể bao gồm các ngành như dịch vụ ngân hàng và y tế, với các ứng dụng cho an
ninh quốc gia và thông tin liên lạc trên máy bay. Các nhà khoa học cũng đang khám phá
cách internet lượng tử có thể đẩy nhanh quá trình trao đổi lượng dữ liệu khổng lồ. Theo
báo cáo, nếu các thành phần này có thể được kết hợp và mở rộng quy mô, thì xã hội có
thể đạt được bước đột phá trong truyền thông dữ liệu. Cuối cùng, việc tạo ra các mạng
cảm biến lượng tử cực nhạy có thể cho phép các kỹ sư giám sát và dự đoán động đất tốt
hơn hoặc tìm kiếm các mỏ dầu, khí hoặc khoáng chất dưới lòng đất. Những cảm biến như
vậy cũng có thể có ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe và hình ảnh. [10] lOMoARcPSD| 40651217
Chương 3. MỘT SỐ QUAN ĐIỂM CỦA CÁC NHÀ SẢN XUẤT
3.1 TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH: DỰ ĐOÁN 50 NĂM – TIẾN SĨ PAUL B. SCHNECK [7]
3.1.1 Công nghệ linh kiện
Theo quan điểm của Tiến Sĩ Paul B. Schneck , khi kích thước các tính năng thu
nhỏ, chúng ta sẽ chuyển sang sử dụng công nghệ nano. Công cụ công nghệ nano (các
công cụ có "kích thước nano”) sẽ được sử dụng để sản xuất mạch và máy tính. Việc làm
này sẽ cung cấp kiểm soát chiều kích thước và đồng thời trong quá trình sản xuất. Các
mạch chuyển đổi và mạch nhớ sẽ phụ thuộc vào việc kiểm soát số lượng nhỏ các electron
và hiệu ứng lượng tử, dẫn đến việc sử dụng siêu vị trí lượng tử để biểu diễn 2n trạng thái
có thể xảy ra với các yếu tố đơn lẻ. Ngoài ra, việc mã hóa này sẽ cho phép giải quyết
nhiều vấn đề trong thời gian tuyến tính, các vấn đề trước đó bất khả giải quyết vì kích
thước của chúng tăng lên theo cấp số nhân với số lượng biến số. Các tiến bộ tiếp theo
trong công nghệ lượng tử sẽ cho phép chúng ta sử dụng chuyển đổi lượng tử để truyền tải
thông tin trạng thái lượng tử nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Nếu có thể tích hợp hiện tượng
này vào một thiết bị tính toán, chúng ta sẽ không còn bị ràng buộc bởi giới hạn về tốc độ
truyền tín hiệu trên khoảng cách lớn nữa. Tính toán đảo ngược, dựa trên tính toán mà
không tiêu hao năng lượng vẫn là một mục tiêu khó nắm bắt. Nghiên cứu theo hướng này
sẽ dẫn đến các hệ thống sử dụng ít năng lượng hơn, tạo ra các gói nhỏ hơn và nhanh hơn,
đồng thời chạy bằng pin trong nhiều tháng.
3.1.2 Khoa học máy tính và toán học.
Nhiều tác giả đã lưu ý rằng trong hơn 50 năm qua, những cải tiến về thuật toán đã bắt
kịp với những cải tiến về công nghệ. Các thuật toán hiện tại sẽ cung cấp hiệu suất tăng lên
rất nhiều trong những năm tới. Các thuật toán cơ bản giải quyết tắc nghẽn giao thông trên
con đường dẫn đến sự giàu có của nền kinh tế dựa trên thông tin chính là các thuật toán
mang lại lợi thế chiến thuật trong sản xuất và công nghệ. Khi có nhiều nguồn lực được tập
trung vào việc cải thiện các thuật toán này, sẽ có những bước đột phá. Khả năng của
chúng ta trong việc thực hiện các tính toán tài chính khổng lồ, chẳng hạn như giá cổ phiếu
bị giới hạn bởi khả năng tính toán các đường đi ngắn nhất, để chọn các tập hợp con tổ lOMoARcPSD| 40651217
hợp, v.v. . Một sức mạnh tổng hợp mới hứa hẹn sẽ đẩy nhanh tốc độ phát minh ra các thuật toán đột phá.
3.1.3 Lập trình viên và khả năng lập trình
Ở thời điểm ban đầu, khi máy tính còn đắt tiền và sức lao động còn rẻ, mỗi hệ thống
máy tính được điều khiển bởi hàng chục lập trình viên. Ngày nay, lập trình viên của các
nhà cung cấp phần mềm tạo ra các chương trình sẽ được sử dụng bởi hàng triệu người
dùng trên hàng triệu máy tính cá nhân. Các lập trình viên trong các doanh nghiệp cũng có
thể tạo ra phần mềm sẽ được sử dụng trong toàn bộ tập đoàn hoặc tạo ra các ứng dụng cho
riêng mình. Năm mươi năm sau, gần như tất cả lập trình sẽ được thực hiện cho các nhà
cung cấp phần mềm hoặc phần cứng. Lập trình khoa học sẽ tiến hóa để sử dụng khả năng
mô tả của các ký hiệu toán học làm đầu vào cho các chương trình chuyển đổi. Khi đó, các
nhà khoa học, kỹ sư và nhà toán học sẽ trực tiếp đưa ra các vấn đề cho giải quyết bằng
máy tính mà không cần sự can thiệp của lập trình viên. Trong tương lai, trí tuệ nhân tạo sẽ
được nhận ra là một mục tiêu sai lầm. Chúng ta sẽ giải quyết nhiều vấn đề được phân loại
là cần trí tuệ nhân tạo ngày nay, những giải pháp của chúng sẽ phụ thuộc vào khả năng
lưu trữ và tính toán khổng lồ sẽ có sẵn. Bằng cách kết hợp việc khám phá tất cả các giá trị
tham số với việc cắt tỉa các con đường có tiềm năng thấp máy tính sẽ cho ra phản ứng
thông minh. Khả năng kết hợp các phím tắt heuristic hoặc ad hoc sẽ tiếp tục đóng vai trò
quan trọng trong việc cung cấp cho người dùng diện mạo của một hệ thống thông minh.
3.1.4 Giao diện người dùng
Trong tương lai, giao diện người dùng sẽ được phát triển, dữ liệu của người dùng khi
nhập vào máy tính sẽ không còn bằng những phương pháp cổ điển như gõ phím, di
chuyển chuột hay bằng lời nói. Bằng các cảm nhận và giải thích các tín hiệu chủ yếu từ hệ
thống thần kinh của con người tạo ra, máy tính sẽ hiểu được, tiếp thu và thực hiện những
mệnh lệnh đầu vào. Một cảm biến thần kinh sẽ thay thế đầu vào giao diện người dùng.
Điều này không có nghĩa là mọi suy nghĩ của người dùng sẽ bị chặn. Điều đó có thể vẫn
còn quá phức tạp, nhưng người dùng sẽ được đào tạo để cho phép hệ thống trích xuất các
hành động dự định của máy tính từ luồng suy nghĩ và cảm xúc liên tục xoáy trong não người dùng. lOMoAR cPSD| 40651217
3.2 KẾT NỐI 5G/6G [8]
Theo Bilin Aksun-Guvenc cho biết, Các phương tiện không người lái dùng chung,
chạy hoàn toàn bằng điện sẽ có tác động tích cực đến xã hội trong tương lai gần vì chúng
sẽ mang đến cho các cộng đồng đa dạng và chưa được phục vụ đầy đủ khả năng tiếp cận
phương tiện di chuyển nhanh và đáng tin cậy.
Các lĩnh vực mà 5G được hưởng lợi nhiều nhất trong những năm tới là học tập và giáo
dục từ xa, y tế từ xa, bao gồm phẫu thuật từ xa, truyền hồ sơ sức khỏe, giải trí, thể thao và
phát trực tuyến sự kiện, cá nhân và thông tin liên lạc chuyên nghiệp hàng ngày, vận
chuyển và kiểm soát giao thông , sản xuất/lắp ráp, giảm lượng khí thải carbon và hiệu quả năng lượng.
Theo Eleanor Watson, bà cho biết rằng các vệ tinh không gian như một phương tiện
mang đến kết nối di động cho các vùng hẻo lánh sẽ là một bước đột phá bởi vì chúng cho
phép tiến bộ vượt bậc trên nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng đắt tiền trên mặt đất. Chúng
cũng là mạng riêng ảo tối thượng - 'VPN' - cho việc truy cập nội dung vượt quyền giới
hạn. Ý kiến của bà được 95% các nhà công nghệ toàn cầu nói rằng các vệ tinh không gian
cho kết nối di động từ xa sẽ là yếu tố thay đổi quan trọng vào năm 2023 cho phép kết nối
thiết bị 5G ở mọi nơi, 24/7, vượt qua cơ sở hạ tầng trên mặt đất.
Theo ông Bala Prasad Peddigari, người đặt nền móng cho 6G, kết nối 6G chủ yếu sẽ là
chủ đề nghiên cứu, thử nghiệm vào năm 2023 và sẽ được áp dụng rộng rãi trong 5 năm tới.
Cuộc khảo sát của IEEE cho thấy 88% số người được hỏi đồng ý với ý kiến này của ông.
Witkowski cho biết, quá trình xác định 6G đang được tiến hành và có những nỗ lực
nghiên cứu về công nghệ 6G, nhưng cần nhận ra rằng mỗi thế hệ di động đều tồn tại một
phần để khắc phục những hạn chế của thế hệ trước. Để hiểu được những hạn chế đó,
chúng ta cần phải hiểu rõ và đẩy mạng 5G đến giới hạn của nó
3.3 AI VÀ TỰ ĐỘNG HÓA [8]
Theo ông Carmelo José Albanez Bastos Filho, Công nghệ 5G và máy học tí hon sẽ có
tác động lớn đến xã hội vào những năm tới vì các quá trình và nhiệm vụ được thực hiện
mà không cần sự can thiệp của con người. Các hệ thống tự động hóa như này sẽ được sử
dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ sản xuất đến dịch vụ. 98% các nhà lOMoAR cPSD| 40651217
công nghệ tin rằng trong tương lai, phần mềm hỗ trợ AI và robot di động sẽ tự động hóa
các quy trình và nhiệm vụ. Điều này sẽ bao gồm phân tích dữ liệu, cho phép con người
làm việc hiệu quả và hiệu quả hơn. Khi đó, AI sẽ được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh
vực khác như y tế, giáo dục, tài chính, thương mại điện tử và giúp chẩn đoán bệnh, tìm
kiếm thuốc hiệu quả, tạo ra các phương pháp giảng dạy tốt hơn, phân tích dữ liệu để đưa
ra quyết định tài chính và kinh doanh thông minh, hầu như các công việc trên toàn bộ nền
kinh tế toàn cầu sẽ được tăng cường bởi phần mềm do AI điều khiển.
3.4 CÔNG NGHỆ AN NINH MẠNG [8]
Với công nghệ phát triển hiện đại, ngày càng có nhiều thiết bị thu thập lượng dữ liệu
ngày càng tăng. Dữ liệu được lưu trữ trên nhiều đám mây hay các nền tảng lưu trữ đều có
nguy cơ bị xâm phạm – liên quan đến quyền riêng tư, sức khỏe và tài chính. Hai cải tiến
hỗ trợ an ninh mạng sẽ được áp dụng trong tương lai đó là công nghệ chuỗi khối
(Blockchain Technology) và mã hóa đồng hình (Homomorphic Encryption)
Bhaskar Krishnamachari giải thích rằng các thiết bị IoT bị xâm phạm, có thể bao gồm
thiết bị y tế và thiết bị đeo được, có thể thay đổi dữ liệu trước khi gửi đến người nhận dự
kiến và các thiết bị cũng có thể bị xâm phạm để gửi dữ liệu bất hợp pháp đến người nhận
trái phép. Krishnamachari cho biết rằng, các giao thức chuỗi khối có khả năng ghi lại các
giao dịch và dữ liệu trong một sổ cái chống giả mạo và để tạo ra một đường kiểm tra an
toàn, chúng có thể đóng vai trò bảo mật các thông tin liên lạc này giữa các thiết bị IoT.
Các công nghệ chuỗi khối có thể giúp đảm bảo rằng dữ liệu đang được gửi là hợp lệ và
không bị làm hỏng bởi bất kỳ bên độc hại nào và được gửi đến tất cả những người nhận
dự định mà không có bất kỳ sự kiểm duyệt, giả mạo hoặc sắp xếp lại nào
Một công nghệ khác đang đi đầu là mã hóa đồng hình, cho phép người dùng thực hiện
các phép tính trên dữ liệu được mã hóa mà không cần giải mã trước. Mặc dù mã hóa đồng
cấu có thể yêu cầu rất nhiều sức mạnh tính toán, nhưng nó có một vài ưu điểm lớn. Theo
Kayne McGladrey, nó cho phép các công ty trong các ngành được quản lý chặt chẽ, chẳng
hạn như tài chính hoặc chăm sóc sức khỏe, lưu trữ dữ liệu trên đám mây công cộng. lOMoARcPSD| 40651217
McGladrey cho biết, vì dữ liệu vẫn được mã hóa trong tất cả các giai đoạn, nên ngay
cả việc vi phạm dữ liệu của bên thứ ba cũng sẽ không cung cấp cho tác nhân đe dọa
quyền truy cập vào dữ liệu được mã hóa.
3.5 TƯƠNG LAI CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 2025-2030 [9]
Một số xu hướng công nghệ tương lai trong điện toán đám mây trong những năm tới
3.5.1 Điện toán đám mây sử dụng trí tuệ nhân tạo
Điện toán đám mây đã cách mạng hóa cách các doanh nghiệp và cá nhân truy cập và
sử dụng dữ liệu. Bằng cách lưu trữ dữ liệu trên đám mây, người dùng có thể truy cập dữ
liệu từ mọi nơi trên thế giới có kết nối internet. Điện toán đám mây cũng giúp tăng hoặc
giảm quy mô một cách nhanh chóng và dễ dàng khi nhu cầu kinh doanh thay đổi.
Một trong những cải tiến mới nhất trong điện toán đám mây là việc sử dụng trí tuệ
nhân tạo. AI cung cấp một số lợi thế cho các doanh nghiệp sử dụng đám mây, bao gồm
khả năng tự động xác định các mẫu và xu hướng cũng như đưa ra dự đoán về nhu cầu
trong tương lai. Điều này có thể giúp các doanh nghiệp tối ưu hóa hoạt động của họ và
đưa ra các quyết định phân bổ nguồn lực tốt hơn. Ngoài ra, AI có thể giúp cải thiện bảo
mật bằng cách xác định các mối đe dọa tiềm ẩn và thực hiện hành động để giảm thiểu
chúng. Việc sử dụng AI trong điện toán đám mây vẫn đang ở giai đoạn đầu, nhưng nó có
khả năng biến đổi hơn nữa cách thức hoạt động của các doanh nghiệp.
3.5.2 Điện toán đám mây trong ngành giáo dục
Điện toán đám mây đang nhanh chóng bắt đầu thâm nhập vào ngành giáo dục. Các
trường học và trường đại học đang sử dụng các ứng dụng dựa trên đám mây cho phép truy
cập các công cụ và tài nguyên trực tuyến thông qua internet và lưu trữ dữ liệu trên các
máy chủ từ xa, hỗ trợ học từ xa, phân tích dữ liệu giúp giảm thiểu các rào cản về thời
gian, địa điểm và quy mô. Bên cạnh đó, điện toán đám mây còn cải thiện giao tiếp và
cộng tác, quản lý khối lượng công việc và lưu trữ dữ liệu. Nhiều trường học hiện đang sử
dụng các giải pháp lưu trữ dựa trên đám mây để lưu trữ hồ sơ học sinh, điểm số và các dữ
liệu nhạy cảm khác. Lợi ích của điện toán đám mây ngày càng trở nên rõ ràng trong lĩnh
vực giáo dục và có khả năng việc sử dụng nó sẽ tiếp tục phát triển trong những năm tới. lOMoARcPSD| 40651217
3.5.3 Điện toán đám mây trong ngành chăm sóc sức khỏe
Nhiều ngành công nghiệp đã sử dụng điện toán đám mây trong những năm gần đây và
chăm sóc sức khỏe cũng không ngoại lệ. Ngành chăm sóc sức khỏe đang ngày càng
chuyển sang đám mây để lưu trữ và quản lý dữ liệu cũng như cung cấp các ứng dụng và
dịch vụ. Có nhiều lý do cho sự thay đổi này, nhưng lý do chính trong số đó là thực tế là
các giải pháp dựa trên đám mây có thể mang lại tính linh hoạt và khả năng mở rộng cao
hơn so với các giải pháp tại chỗ.
Ngoài ra, đám mây có thể giúp cải thiện việc chăm sóc bệnh nhân bằng cách cung cấp
cho các bác sĩ quyền truy cập tốt hơn vào dữ liệu và phân tích. Và cuối cùng, bằng cách
chuyển sang đám mây, các tổ chức chăm sóc sức khỏe có thể tiết kiệm tiền cho chi phí
phần cứng và CNTT. Với rất nhiều lợi ích, không có gì ngạc nhiên khi điện toán đám mây
ngày càng đóng vai trò quan trọng trong ngành chăm sóc sức khỏe.
3.5.4 Ảnh hưởng kinh tế của đám mây và công nghệ đám mây
Đám mây đã có ảnh hưởng sâu sắc đến nền kinh tế và ảnh hưởng của nó ngày càng
tăng. Bằng cách giúp các doanh nghiệp truy cập và quản lý dữ liệu dễ dàng hơn, đám mây
đã giúp nâng cao hiệu quả và năng suất. Nó cũng giúp các doanh nghiệp có thể mở rộng
quy mô nhanh chóng và dễ dàng mà không cần cơ sở hạ tầng đắt tiền.
Ngoài ra, đám mây đã mở ra những cơ hội mới cho các công ty khởi nghiệp và doanh
nghiệp nhỏ. Bằng cách giảm các rào cản gia nhập, đám mây đã tạo ra một sân chơi bình
đẳng, giúp các doanh nghiệp này dễ dàng cạnh tranh với những người chơi lâu đời hơn.
Khi đám mây tiếp tục phát triển, tác động kinh tế của nó có thể sẽ tăng lên
3.5.5 Công nghệ đám mây và cộng tác an toàn hơn
Công nghệ đám mây ngày càng được coi là một cách để cải thiện sự cộng tác và giao
tiếp trong doanh nghiệp. Trước đây, việc giao tiếp trong kinh doanh thường bị cản trở do
phải ở cùng một địa điểm hoặc sử dụng các phương thức lỗi thời như máy fax. Tuy nhiên,
với sự ra đời của công nghệ đám mây, giờ đây các doanh nghiệp có thể giao tiếp dễ dàng
và an toàn hơn bao giờ hết.
Các ứng dụng dựa trên đám mây cho phép người dùng chia sẻ tài liệu và thông tin
trong thời gian thực, bất kể vị trí. Điều này giúp các doanh nghiệp dễ dàng kết nối hơn và lOMoARcPSD| 40651217
giúp việc điều phối các dự án trở nên đơn giản hơn. Ngoài ra, các ứng dụng dựa trên đám
mây thường an toàn hơn các phương pháp liên lạc truyền thống, khiến chúng trở nên lý
tưởng cho thông tin nhạy cảm hoặc bí mật. Do đó, công nghệ đám mây có thể cung cấp
một cách cộng tác an toàn và hiệu quả hơn cho các doanh nghiệp lOMoARcPSD| 40651217
Chương 4. TẦM QUAN TRỌNG CỦA MÁY TÍNH TƯƠNG LAI
TRONG VIỆC PHÁT TRIỂN CÁC LĨNH VỰC KINH TẾ VÀ XÃ HỘI.
Máy tính tương lai có tiềm năng lớn để thay đổi cách chúng ta làm việc và sinh sống.
Nó đã và đang trở thành một trong những công nghệ quan trọng nhất trong việc phát triển
các lĩnh vực kinh tế, chính trị, y tế, giáo dục, hoạt động sản xuất cũng như đời sống của con người.
Trong lĩnh vực kinh tế, máy tính tương lai và các công nghệ hiện đại như trí tuệ nhân
tạo (AI) và blockchain đang giúp cải thiện quản lý tài chính, phân tích dữ liệu, dự báo xu
hướng thị trường và tạo ra các ứng dụng tài chính mới như tiền điện tử. Nó cũng đóng vai
trò quan trọng trong phát triển các ngành công nghiệp mới như IoT (Internet of Things),
công nghiệp 4.0, và đóng góp quan trọng cho sự phát triển kinh tế toàn cầu. Các nhà quản
lý có thể phân tích dữ liệu và đưa ra các quyết định chiến lược với độ chính xác cao hơn,
phát triển các thuật toán phân tích tài chính và dự đoán thị trường chứng khoán, từ đó
giúp cho các nhà đầu tư đưa ra các quyết định đầu tư thông minh hơn.
Trong lĩnh vực chính trị, các công nghệ như trí tuệ nhân tạo, phân tích dữ liệu và
mạng xã hội đang được sử dụng để phân tích xu hướng cử tri, dự đoán kết quả bầu cử và
giúp các chính trị gia tương tác với cử tri và người dân. Nó cũng có thể giúp tăng cường
sự minh bạch, giảm thiểu tham nhũng và tạo ra các dịch vụ chính phủ thông minh.
Trong lĩnh vực y tế, các công nghệ như AI và Internet of Medical Things (IoMT)
đang được sử dụng để phân tích dữ liệu y tế, giúp chẩn đoán và điều trị bệnh tật một cách
nhanh chóng và chính xác hơn. Nó cũng có thể giúp cải thiện quản lý bệnh viện, thu thập
dữ liệu y tế và phát triển các ứng dụng y tế mới như teledermatology hay telemedicine.
Ngoài ra, còn có thể được sử dụng để giải mã các đoạn DNA phức tạp, giúp các nhà khoa
học hiểu rõ hơn về gen và bệnh tật.
Trong lĩnh vực giáo dục và nghiên cứu, máy tính tương lai có thể giúp đào tạo các
chuyên gia trong các lĩnh vực như khoa học, kỹ thuật, toán học và thống kê. Giáo viên và
học sinh có thể sử dụng máy tính lượng tử để nghiên cứu các vấn đề phức tạp trong các
lĩnh vực này. Ngoài ra, máy tính tương lai còn có thể giúp các nhà khoa học phát hiện ra
các vật liệu mới mang những tính chất đặc biệt, từ đó đưa ra các ứng dụng mới trong lĩnh
vực công nghệ, vật liệu và năng lượng. lOMoARcPSD| 40651217
Trong lĩnh vực lao động và sản xuất, máy tính tương lai có thể giúp tăng năng suất
lao động và giảm chi phí sản xuất bằng cách đề xuất và tính toán các phương án tối ưu
cho quá trình sản xuất. Các công nghệ như tự động hóa và robot có thể thay thế hoặc giảm
thiểu nhân lực trong các công việc đơn giản hoặc nguy hiểm. Tuy nhiên, chúng cũng đưa
ra thách thức cho nhân viên truyền thống khi họ phải đào tạo lại hoặc chuyển đổi sang các
công việc mới. Ngoài ra, máy tính lượng tử còn có thể giúp tối ưu hóa mô hình sản xuất,
từ đó giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. lOMoARcPSD| 40651217
Chương 5. XÁC ĐỊNH NHỮNG THÁCH THỨC MÁY TÍNH TƯƠNG LAI
Từ những gì tìm hiểu được về tầm quan trọng của máy tính tương lai trong việc phát
triển các lĩnh vực của cuộc sống, chúng ta thấy được có rất nhiều cơ hội để phát triển máy
tính trong tương lai. Bên cạnh đó, những thách thức và giới hạn mà con người cần phải
vượt qua để tạo nên một cuộc cách mạng trong lĩnh vực công nghệ.
Mở rộng khả năng tính toán: Một trong những thách thức lớn nhất đối với máy tính
tương lai là mở rộng khả năng tính toán của chúng để xử lý dữ liệu lớn hơn và tính toán
phức tạp hơn. Đây là vấn đề khó khăn vì các máy tính hiện tại đang gặp giới hạn về sức mạnh tính toán.
Bảo mật và riêng tư: Trong khi các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo, Internet vạn
vật (IoT) và đám mây (cloud) mang lại nhiều lợi ích cho xã hội, chúng cũng mang lại
những thách thức bảo mật và riêng tư. Cần có các giải pháp bảo mật và kiểm soát chặt chẽ
để đảm bảo sự an toàn cho người dùng.
Tương tác giữa con người và máy tính: Tương tác giữa con người và máy tính là
một trong những thách thức lớn nhất đối với phát triển máy tính trong tương lai. Cần
nghiên cứu và phát triển các giải pháp để tạo ra các giao diện người dùng tốt hơn, dễ sử
dụng hơn và giúp cho con người và máy tính tương tác với nhau một cách trực quan và hiệu quả hơn.
Thách thức về năng lượng: Máy tính tương lai cần phải sử dụng ít năng lượng hơn
để đáp ứng yêu cầu về môi trường và tiết kiệm chi phí điện năng.
Thách thức về đạo đức: Các máy tính tương lai cũng cần phải tuân thủ các tiêu chuẩn
đạo đức và pháp luật, và đảm bảo rằng chúng không phát triển những hệ thống có hại đối với con người.
Chương 6. KẾT LUẬN
Máy tính đã trải qua một quá trình phát triển đáng kinh ngạc và đóng vai trò quan
trọng trong cuộc sống của con người. Trong tương lai, máy tính sẽ tiếp tục phát triển với
tốc độ nhanh chóng, đặc biệt là trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, học sâu và khai thác dữ
liệu lớn. Máy tính sẽ trở nên thông minh hơn và có thể tự học, tự điều chỉnh và tự đánh
giá hiệu suất. Nó sẽ cũng trở nên nhỏ gọn hơn, có thể tích hợp vào các thiết bị thông minh lOMoARcPSD| 40651217
và tiện lợi hơn trong việc sử dụng. Các nghiên cứu hiện nay cũng đang tập trung vào việc
phát triển các công nghệ máy tính mới để giải quyết các vấn đề toàn cầu, như biến đổi khí
hậu, y tế, giáo dục và an ninh. Các ứng dụng trí tuệ nhân tạo và học máy sẽ được áp dụng
rộng rãi trong các lĩnh vực này để tăng cường khả năng dự đoán, phân tích và đưa ra
quyết định. Máy tính cũng sẽ được tích hợp vào mọi vật dụng trong cuộc sống hàng ngày,
từ thiết bị điện tử đến đồ gia dụng và phương tiện giao thông. Việc kết nối và tương tác
giữa các thiết bị thông minh sẽ tạo ra một môi trường sống thông minh và tiện lợi hơn cho
con người. Tuy nhiên, máy tính trong tương lai sẽ có những thách thức về bảo mật và đạo
đức đối với sự phát triển của chúng. Các vấn đề như việc bảo vệ thông tin cá nhân, giảm
thiểu tác động của công nghệ đến sức khỏe con người và đảm bảo tính minh bạch và đạo
đức của việc sử dụng trí tuệ nhân tạo sẽ là các vấn đề được quan tâm trong tương lai của
ngành công nghệ thông tin.
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]
Mansfield, K. (2023, January 24). IEEE CS reveals its Technology Predictions
Report for 2023. IEEE Computer Society. https://www.computer.org/press-
room/2023news/technology-predictions-for-2023-released-ieee-computer-society-
experts-gauge-thefuture-of-tech [2]
Sơ lược về máy tính tượng tử: https://vi.wikipedia.org/wiki/so-luoc-ve-may- tinhluong-tu_ [3]
Máy tính: từ điện tử đến lượng điện tử - An Toàn Thông Tin . An Toàn Thông
Tín. https://m.antoanthongtin.vn/giai-phap-khac/may-tinh-tu-dien-tu-den-luong-tu105032 [4]
Veritasium. (2013, June 17). How Does a Quantum Computer Work? [Video].
YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=g_IaVepNDT4 [5]
Gutiérrez P. L. (2020, July 29). Máy tính lượng tử là gì và hoạt động như thế nào?
Actualidad Gadget. https://www.actualidadgadget.com/vi/que-es-y-como-funcionaun-
ordenador-cuantico/#Como_funciona_un_ordenador_cuantico [6]
Huỳnh Võ Hữu Trí, Trương Tiến Minh, Nghiên cứu sự phát triển máy tính lượng
tử trong 20 năm nay, Tạp chí Khoa học và Kinh tế phát triển số 12.
https://sti.vista.gov.vn/tw/Lists/TaiLieuKHCN/Attachments/324877/CVv478S122021035 . pdf [7]
P. B. Schneck, "The future of computing: a 50-year prediction," in Proceedings of
the IEEE, vol. 86, no. 6, pp. 1290-1292, June 1998, doi:
10.1109/5.687842.https://ieeexplore.ieee.org/document/687842 lOMoARcPSD| 40651217 [8]
Impact of Technology 2023 - IEEE Transmitter. (2022, October 27). IEEE
Transmitter. https://transmitter.ieee.org/impact-of-technology-2023/#laying- thefoundation-for-6g [9]
Cloud Computing Future: 12 Trends & Predictions About Cloud.
(z.d.). https://www.knowledgehut.com/blog/cloud-computing/cloud-computing-future
[10] Energy.gov. (2020. July 23). Launch to the Future - Quantum Internet:
https://www.energy.gov/quantum-internet-launch-future-quantum-internet
[11] “Launch to the Future: Quantum Internet” event: https://www.youtube.com/watch? v=cR0wVCs9DxI