Trong thời đại công nghệ phát triển nhanh chóng, trí tuệ nhân tạo (AI) và vật lý ngày càng trở nên gắn kết mật thiết. AI không chỉ mang lại giá trị lớn cho ngành vật lý, hỗ trợ thiết kế các vật liệu mới, mà ngược lại, vật lý cũng đóng góp trong việc tăng tốc độ xử lý và hiệu suất của AI, giúp công nghệ này ngày càng gần gũi hơn với não bộ con người.

Ngày nay, AI đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như chẩn đoán y tế, phân tích tài chính, và điều khiển giao thông. Trong các lĩnh vực này, AI đảm nhận nhiều vai trò quan trọng, từ giải quyết vấn đề, tư duy phê phán, đến mô hình hóa và phân tích dữ liệu lớn. Theo PGS.TS Nguyễn Ái Việt, nguyên Viện trưởng Viện Công nghệ Thông tin, Đại học Quốc gia Hà Nội, vật lý hiện đại phải có sự kết hợp với AI để cạnh tranh và phát triển.

Trong vật lý, một ứng dụng nổi bật của AI là hỗ trợ thiết kế vật liệu mới, như vật liệu cho pin và vật liệu nano. PGS.TS Nguyễn Ái Việt nhận định rằng AI giúp phân tích và xử lý dữ liệu thí nghiệm, dự đoán tính chất của vật liệu dựa trên các thuật toán học máy. Nhờ đó, quá trình khám phá vật liệu trở nên nhanh chóng và hiệu quả hơn, giảm đáng kể số lượng thí nghiệm cần thực hiện. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu thiết kế vật liệu mới cho các ứng dụng cụ thể như hàng không vũ trụ, vật liệu xây dựng siêu bền, và vật liệu bán dẫn tiên tiến cho ngành điện tử. Ngoài ra, AI còn giúp mô phỏng và dự báo tính chất của vật liệu dựa trên cơ học lượng tử, góp phần đẩy mạnh những khám phá mới trong lĩnh vực này.

Tiềm năng của AI trong vật lý còn mở rộng đến việc tự động hóa và tối ưu hóa quá trình nghiên cứu. AI không chỉ giúp tăng tốc các khám phá, mà còn cải thiện mô phỏng trong các lĩnh vực như vật lý thiên văn, vật lý hạt, và vật lý lượng tử. Thậm chí, trong những thí nghiệm lớn như siêu va chạm hay xử lý dữ liệu từ kính viễn vọng không gian, AI có thể phân tích và tìm ra các quy luật mới, điều mà trước đây khó có thể thực hiện bằng các phương pháp truyền thống.

PGS.TS Phạm Hồng Dương, chuyên gia về vật lý bán dẫn và công nghệ nano, đã chia sẻ rằng sự kết hợp giữa AI và vật lý trong nghiên cứu của ông đã mang lại hiệu quả vượt bậc. Với sự hỗ trợ của AI, ông và nhóm nghiên cứu đã tạo ra sáu bản thảo trong vòng một năm rưỡi, trong đó có ba bài báo đã xuất bản và hai đơn đăng ký sáng chế đã được chấp nhận. Nhớ lại thời điểm trước khi áp dụng AI, ông gặp nhiều khó khăn trong việc sử dụng các phần mềm chuyên ngành để thiết kế và mô phỏng quang học. Nhưng giờ đây, với sự trợ giúp của các công cụ AI như ChatGPT, Data Analyst, và MidJourney, quá trình nghiên cứu đã trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.

Mặc dù AI mang lại nhiều lợi ích cho vật lý, nhưng ngược lại, vật lý cũng góp phần không nhỏ vào sự phát triển của AI. Theo TS. Nguyễn Quang và PGS.TS Nguyễn Trần Thuật, AI vẫn còn nhiều hạn chế, đặc biệt về hiệu suất tính toán và tiêu thụ năng lượng. Việc tính toán lượng tử và các nguyên lý vật lý tiên tiến như mạng Hopfield và thủy tinh spin có thể giúp cải thiện tốc độ xử lý và khả năng lưu trữ của các hệ thống AI, làm cho chúng hiệu quả và gần gũi hơn với não bộ con người. Các hệ thống tính toán tự nhiên phục vụ AI, được xây dựng dựa trên vật liệu thực, có thể tạo ra những bước đột phá, giúp AI đạt được những khả năng thông minh trừu tượng hơn, như sáng tạo và suy nghĩ.

PGS.TS Nguyễn Ái Việt nhấn mạnh rằng, để chấn hưng lĩnh vực vật lý, cần phải nhìn vào xu thế thời đại, và một trong những "thị trường" lớn nhất chính là cách vật lý có thể thúc đẩy sự phát triển của AI. Theo ông, việc tích hợp AI vào chương trình đào tạo vật lý là cần thiết để đào tạo nên những nhà khoa học liên ngành, sẵn sàng đối mặt với các thách thức tương lai. Đồng quan điểm, hai nhà nghiên cứu Nguyễn Quang và Nguyễn Trần Thuật cũng đề xuất rằng cần sự hợp tác giữa các ngành khoa học vật liệu, công nghệ nano, và trí tuệ nhân tạo để thiết kế các hệ thống tính toán tự nhiên. Nếu thành công, Việt Nam sẽ có cơ hội theo kịp công nghệ AI thế giới và thậm chí vươn lên dẫn đầu.

Sự kết hợp giữa AI và vật lý không chỉ mở rộng ranh giới của hai lĩnh vực này mà còn mang đến tiềm năng to lớn cho sự phát triển khoa học và công nghệ. AI giúp vật lý tăng tốc các khám phá và thiết kế vật liệu mới, trong khi vật lý đóng góp vào việc tối ưu hóa và nâng cao hiệu suất của AI. Để phát huy hết tiềm năng này, cần có sự đầu tư và hợp tác liên ngành, cũng như tích hợp AI vào quá trình nghiên cứu và đào tạo vật lý. Đây sẽ là chìa khóa để tạo ra những bước đột phá mới, đưa Việt Nam vươn lên theo kịp sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới.

P.A.T (tổng hợp)