Ba năm trước, trong một lần trò chuyện với TS Trương Cao Dũng, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông (PTIT), cậu học trò Khôi Nguyên được chia sẻ một ý tưởng độc đáo về mạng thông tin quang tử trên chip. Nguyên nhân ra mảnh ghép còn thiếu là vấn đề tối ưu vật lý - điều cậu có thể tìm ra giải pháp bằng trí tuệ nhân tạo (AI).
Sẵn tinh thần học hỏi, chàng sinh viên xin gia nhập Lab nghiên cứu AIPhotonics cùa TS Dũng để đồng hành. Họ tập trung giải quyết bài toán tối ưu trong mạng quang tử sử dụng giải thuật của mô hình học tăng cường sâu (Deep Reinforcement Learning).
Thay vì dùng phương pháp thông thường, nhóm phát triển một giải thuật mới gọi là khám pha đa mẫu MSD-PPO. Trong đó, mô hình học máy có thể lưu lại các mẫu huấn luyện đã được sắp xếp tối ưu để tăng cường được hàm mục tiêu nhiều nhất khi huấn luyện máy học. Từ đó giúp hạn chế tối đa sự mất mát truyền tải, khả năng tiêu thụ năng lượng với thời gian nhanh nhất.
Đỗ Hoàng Khôi Nguyên. Ảnh: NVCC
Nguyên cho biết, ý tưởng trên có thể tạo ra một Data Center tự điều khiển, tự cấu hình với băng thông rộng, tốc độ truyền tải và độ chính xác thông tin cao, có khả năng mở rộng lớn. Cơ sở vật chất nơi dữ liệu (mở) với khả năng lưu trữ, xử lý nhiều thông tin một cách chính xác, sẽ đóng vai trò then chốt trong nền kinh tế số tương lai khi mà thế giới ngày nay ngày càng chuyển sang số hóa các mô hình.
Nam sinh nói thêm, trước đây nhiều ngành nghề đòi hỏi dữ liệu lớn, truyền tải chịu ảnh hưởng nghiêm trọng do việc trễ thông tin, chỉ cần chậm một giây có thể thiệt hại hàng triệu USD. "Mạng quang tử cho phép truyền tải nhanh giúp người dùng hưởng lợi", Nguyên nói.
Với kết quả đột phá được chỉ ra, bài báo khoa học "Mạng quang tử trên chip tự điều khiển với học sâu tăng cường" của nhóm được công bố trên tạp chí khoa học Nature Scientific Report.
PGS.TS Phạm Văn Cường, Phó Khoa Công nghệ thông tin, PTIT, đánh giá, giải thuật này không chỉ áp dụng trong lĩnh vực quang tử còn ứng dụng thực tế ở các lĩnh vực cần có sự tối ưu cao như y tế, nông nghiệp, viễn thông, robotic, hay tài chính kinh doanh.
Kiến trúc mạng quang tử tự điều khiển sử dụng trí tuệ nhân tạo. Ảnh: Nature
TS Trương Cao Dũng, chủ nhiệm dự án cho biết, bản thảo đầu được nộp vào tạp chí Nature Communications hồi cuối tháng 6. Tuy nhiên, bài báo có điểm yếu ở phần chip thử nghiệm thực tế vì thời gian nghiên cứu và giá thành sản xuất tốn kém. Bởi vậy bài báo được gợi ý chuyển xuống Nature Scientific Reports. Sau 4 tháng, trải qua nhiều lần sửa đổi và phản biện, công trình cuối cùng đã được chấp nhận.
Chàng trai gốc Nam Định chia sẻ, trong hai năm thực hiện việc tìm ra ý tưởng gặp nhiều khó khăn. "Có những thứ tốt về mặt lý thuyết toán lại gặp vấn đề thực thi". Ban đầu cậu tự mày mò nhiều lần rồi rơi vào bế tắc và phải đến 3/4 chặng đường mới thấy "sáng sủa hơn". Khôi Nguyên cho biết thêm, đây là bài báo khoa học được đăng trên tạp chí quốc tế đầu tiên với tư cách là tác giả chính (first author). "Mình cảm thấy được đền đáp sau những áp lực đã trải qua", Nguyên chia sẻ.
Chia sẻ về dự định sắp tới, Nguyên nói đã có chứng chỉ IELTS và sắp tới thi chứng chỉ GRE để hoàn tất thủ tục xin học bổng chương trình tiến sĩ. Cậu hướng tới ĐH Florida (Gainsville), một trường có thứ hạng 28 tại Mỹ, để theo đuổi hướng nghiên cứu về AI. "Mình muốn học tập và nghiên cứu thật tốt tại một nước dẫn đầu thế giới về sáng tạo và phát minh khoa học, đặc biệt là AI". Với ước mơ trở thành một giảng viên và phát triển startup về công nghệ AI, Nguyên cho biết sẽ không ngừng trau dồi kiến thức.
PGS.TS Phạm Văn Cường cho biết thêm, Nguyên được nhận vào làm việc tại công ty công nghệ của Việt Nam và Mỹ với mức lương đáng mơ ước, song cậu từ chối vì muốn theo đuổi việc học các chương trình cao hơn trong tương lai.
Như Quỳnh