Lượng tử & bài toán tự chủ công nghệ của Việt Nam

Công nghệ lượng tử đang bước ra khỏi phạm vi phòng thí nghiệm để trở thành một trong những mặt trận cạnh tranh chiến lược mới của thế giới. Nếu trí tuệ nhân tạo đang làm thay đổi cách con người tạo ra, xử lý và khai thác dữ liệu, thì công nghệ lượng tử có thể tái định hình nền tảng tính toán, bảo mật, đo lường và năng lực tự chủ công nghệ của mỗi quốc gia.

Với Việt Nam, đây không còn là câu chuyện xa vời của khoa học cơ bản. Ngày 21/5 vừa qua, tại cuộc họp về Đề án phát triển công nghệ lượng tử, Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm nhấn mạnh phải thống nhất nhận thức rằng, công nghệ lượng tử là vấn đề chiến lược quốc gia, không chỉ đơn thuần là nghiên cứu khoa học. Ông cũng nêu rõ Việt Nam cần có cách tiếp cận "đi sau nhưng không đi chậm", tập trung nguồn lực vào những hướng có khả năng tạo năng lực thật, giá trị thật và phục vụ yêu cầu tự chủ chiến lược trong giai đoạn mới.

Công nghệ lượng tử dựa trên các nguyên lý của cơ học lượng tử ở quy mô nguyên tử và hạ nguyên tử. Khác với máy tính truyền thống xử lý thông tin bằng bit với 2 trạng thái 0 hoặc 1, máy tính lượng tử sử dụng qubit, có thể tồn tại trong nhiều trạng thái cùng lúc. Khả năng này giúp máy tính lượng tử, nếu phát triển đến độ chín cần thiết, có thể xử lý một số bài toán cực kỳ phức tạp nhanh hơn rất nhiều so với các hệ thống máy tính hiện nay.

Từ nền tảng đó, công nghệ lượng tử hiện phát triển theo bốn trụ cột chính. Thứ nhất là máy tính lượng tử, có tiềm năng mô phỏng vật liệu mới, thiết kế thuốc, tối ưu hóa chuỗi cung ứng, tài chính, năng lượng và trí tuệ nhân tạo. Thứ hai là truyền thông lượng tử, trong đó phân phối khóa lượng tử có thể giúp xây dựng các hệ thống liên lạc bảo mật cao. Thứ ba là cảm biến lượng tử, cho phép đo đạc chính xác trong y tế, địa chất, định vị, giám sát hạ tầng và quốc phòng. Thứ tư là mật mã hậu lượng tử, tức các phương thức mã hóa mới được thiết kế để chống lại nguy cơ máy tính lượng tử phá vỡ các chuẩn bảo mật hiện hành.

Chính vì vậy, cuộc đua lượng tử trên toàn cầu đang tăng tốc. Theo tài liệu tổng hợp dẫn lại dữ liệu từ McKinsey Quantum Technology Monitor, tổng cam kết đầu tư công của các chính phủ cho công nghệ lượng tử đã vượt 42 tỷ USD vào năm 2025. Trung Quốc dẫn đầu với khoảng 15,3 tỷ USD, Liên minh châu Âu khoảng 8,4 tỷ USD và Mỹ khoảng 4 tỷ USD. Những con số này cho thấy công nghệ lượng tử không còn là lĩnh vực nghiên cứu thuần túy mà đã trở thành một cấu phần quan trọng trong chiến lược an ninh, kinh tế và công nghiệp của các cường quốc.

Công nghệ lượng tử còn là cuộc cạnh tranh về tiêu chuẩn, chuỗi cung ứng, nhân lực và năng lực bảo vệ dữ liệu. Trong tương lai, một máy tính lượng tử đủ mạnh có thể phá vỡ các thuật toán mã hóa phổ biến như RSA và ECC, vốn đang bảo vệ rất nhiều giao dịch điện tử, dữ liệu tài chính, y tế, hành chính và quốc phòng. Nguy cơ "thu thập hôm nay, giải mã ngày mai" đã được nhiều chuyên gia cảnh báo, khi dữ liệu nhạy cảm bị lưu giữ hôm nay có thể bị giải mã trong tương lai nếu quốc gia, doanh nghiệp không chuyển đổi kịp sang chuẩn mật mã an toàn trước máy tính lượng tử.

Với Việt Nam, bối cảnh đó đặt ra yêu cầu không thể đứng ngoài. Các chính sách gần đây cho thấy Việt Nam đã bắt đầu nhìn nhận công nghệ lượng tử ở cấp chiến lược. Quyết định 1131/QĐ-TTg ngày 12/6/2025 đưa điện toán và truyền thông lượng tử vào danh mục công nghệ chiến lược quốc gia. Nghị quyết 57-NQ/TW ngày 22/12/2024 của Bộ Chính trị về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia cũng khẳng định yêu cầu làm chủ công nghệ chiến lược, công nghệ lõi và công nghệ nguồn. Những định hướng này tạo nền tảng quan trọng để công nghệ lượng tử được phát triển theo cách có tổ chức, có ưu tiên và có tầm nhìn dài hạn.

Tuy nhiên, thực trạng trong nước vẫn còn nhiều thách thức. Việt Nam hiện vẫn ở giai đoạn khởi đầu của nghiên cứu lượng tử, chủ yếu dựa trên một số nhóm nghiên cứu tại viện, trường và các mạng lưới chuyên gia. Hạ tầng chế tạo qubit, phòng thí nghiệm chuyên sâu, thiết bị đo chính xác, hệ thống làm lạnh siêu sâu hay công nghệ vật liệu liên quan vẫn còn hạn chế. Đội ngũ nhân lực chuyên sâu còn mỏng, trong khi đây là lĩnh vực đòi hỏi sự kết hợp giữa vật lý, toán học, khoa học máy tính, kỹ thuật vật liệu, quang học, bán dẫn và an ninh mạng.

Dù vậy, Việt Nam không bắt đầu từ con số 0. Viện Công nghệ Lượng tử thuộc Công viên Công nghệ cao và đổi mới sáng tạo, Đại học Quốc gia Hà Nội, là một trong những hạt nhân nghiên cứu đáng chú ý trong nước. Viện được kỳ vọng góp phần phát triển nghiên cứu, đào tạo và hợp tác quốc tế trong lĩnh vực lượng tử. Bên cạnh đó, Việt Nam cần thúc đẩy các mạng lưới chuyên gia trong và ngoài nước, qua đó tận dụng nguồn lực trí thức Việt Nam ở nước ngoài và chuyên gia quốc tế.

Điều quan trọng không phải là chạy đua bằng mọi giá mà là lựa chọn đúng trọng tâm phát triển. Nếu chạy đua trực diện với các cường quốc trong việc xây dựng máy tính lượng tử quy mô lớn, Việt Nam sẽ gặp rào cản rất lớn về ngân sách, hạ tầng và nhân lực. Cách tiếp cận phù hợp hơn là tập trung vào những mảng có nhu cầu cấp thiết, có khả năng ứng dụng sớm và phù hợp với lợi thế hiện có. Mật mã hậu lượng tử cần được ưu tiên vì liên quan trực tiếp đến an toàn dữ liệu quốc gia. Truyền thông lượng tử có thể được thử nghiệm cho các mạng liên lạc bảo mật đặc thù. Cảm biến lượng tử có tiềm năng ứng dụng trong địa chất, y tế, giám sát hạ tầng, định vị và quốc phòng. Phần mềm, thuật toán, mô phỏng lượng tử và các bài toán tối ưu hóa cũng là hướng đi phù hợp với thế mạnh toán học, tin học và đội ngũ kỹ sư trẻ của Việt Nam.

Để biến định hướng thành năng lực thật, Việt Nam cần một chiến lược quốc gia về lượng tử với cơ chế điều phối đủ mạnh. Chiến lược này cần xác định rõ các mũi nhọn, ngân sách, cơ quan chủ trì, trung tâm nghiên cứu quốc gia, chương trình đào tạo và cơ chế hợp tác công - tư. Theo định hướng đã được nêu, mục tiêu đào tạo khoảng 1.000 nhân lực nòng cốt và lựa chọn một số dự án thí điểm để tập trung nguồn lực là bước đi có ý nghĩa. Các dự án thí điểm nên gắn với nhu cầu cụ thể như thử nghiệm mạng bảo mật lượng tử, phát triển thuật toán hậu lượng tử, cảm biến lượng tử phục vụ giám sát hạ tầng hoặc mô phỏng vật liệu mới.

Công nghệ lượng tử sẽ không tạo kết quả tức thì. Đây là cuộc đầu tư dài hạn, có độ trễ, rủi ro và đòi hỏi sự kiên trì. Nhưng nếu chậm chuẩn bị, Việt Nam có thể phải trả giá bằng sự phụ thuộc vào hạ tầng công nghệ, tiêu chuẩn bảo mật và chuỗi cung ứng của nước ngoài. Trong kỷ nguyên mà dữ liệu, thuật toán, chip và năng lực bảo mật trở thành tài sản chiến lược, làm chủ các năng lực cốt lõi về lượng tử chính là chuẩn bị cho vị thế cạnh tranh quốc gia trong nhiều thập niên tới.