Nóng lên cuộc đua phát triển công nghệ lượng tử

Mỹ - Trung trong cuộc đua phát triển công nghệ lượng tử

Công nghệ lượng tử - bao gồm máy tính lượng tử, cảm biến lượng tử, truyền thông lượng tử - đang khai thác chính "trạng thái chồng chập" của các hạt này để tạo ra sức mạnh tính toán vượt xa giới hạn của công nghệ hiện nay như tìm mật khẩu đúng, thử nghiệm hàng triệu tổ hợp thuốc, tìm tuyến đường nhanh nhất qua một thành phố. Các nền kinh tế lớn trên thế giới đang tăng tốc trong cuộc đua phát triển các công nghệ lượng tử này.

Kể từ khi Quốc hội Mỹ thông qua Đạo luật Sáng kiến Lượng tử Quốc gia năm 2018, Mỹ đã đẩy mạnh hệ sinh thái gồm các ông lớn công nghệ, các startup và các phòng thí nghiệm quốc gia cùng phát triển lượng tử, giống như mô hình "Thung lũng trí tuệ nhân tạo AI". Bước sang giai đoạn 2025-2035, Washington xác định một ưu tiên chiến lược mới là các công nghệ lượng tử. Đây là một chiến lược dài hạn, giống như cách Mỹ từng dẫn đầu về Internet và AI.

Trung Quốc vừa đưa lượng tử trở thành một trong 8 công nghệ trụ cột của đất nước thâp kỉ tới. Không chỉ chế tạo thành công nguyên mẫu máy tính lượng tử siêu dẫn 105-qubit mang tên Zuchongzhi 3.0, phá vỡ kỷ lục trên thế giới, Trung Quốc còn xây dựng thành công mạng lưới truyền thông lượng tử trực tiếp an toàn dài 300 km và xây dựng nền tảng điện toán đám mây lượng tử "Tianyan" để người dùng trên khắp thế giới có thể truy cập được. Trung Quốc đang chọn cách bứt phá vào những lĩnh vực mà đối thủ là Mỹ chưa thống trị tuyệt đối. Và lượng tử được Bắc Kinh đầu tư với tốc độ chưa từng có: 15 tỉ USD với mức cao nhất thế giới.

Phó Giáo sư- Tiến sĩ Đinh Trung Hòa, người đã có nhiều năm nghiên cứu về Khoa học lượng tử tại Đại học Troy (Hoa Kỳ) và là Thành viên Ban điều hành mạng lưới lượng tử Việt Nam.

Ông cho biết: "Mỹ ngoài khối Nhà nước được đầu tư thông qua các trường Đại học, thông qua các phòng lab quốc gia, các công ty tư nhân tham gia rất nhiều trong cuộc đua này. Các công ty như IBM, Google, Microsoft, Amazon và hàng loạt công ty startup khác cũng nhảy vào tham gia. Theo như sự tính toán, các công ty của Mỹ đầu tư khoảng 44% trong tổng số đầu tư của khối tư nhân toàn cầu.

Nói đến Trung Quốc, chúng ta lại nói đến việc Nhà nước đầu tư rất nhiều tiền. Gần đây, họ có chương trình đầu tư khoảng 15 tỷ USD để xây dựng, phát triển và ứng dụng khoa học công nghệ lượng tử trong thực tế. Họ sử dụng rất nhiều phòng lab, nhiều chương trình như xây dựng mạng truyền thông lượng tử giữa Thượng Hải và Bắc Kinh, phát triển và xây dựng các kênh truyền thông giữa vệ tinh và mặt đất. Tôi cho rằng, từ 10-15 năm nữa, với sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ lượng tử, chúng ta sẽ thấy một cuộc cách mạng hoàn toàn khác, thậm chí còn dữ dội hơn cuộc cách mạng AI mà chúng ta đã thấy hiện nay".

Châu Âu thức tỉnh và gia nhập đường đua lượng tử

Từng là cái nôi khai sinh cơ học lượng tử, châu Âu nay đứng trước cuộc đua khốc liệt khi Mỹ và đặc biệt là Trung Quốc tăng tốc đầu tư. Nếu không hành động, châu Âu có thể sẽ bị bỏ lại phía sau. Một số phòng thí nghiệm tại châu Âu đang chứng minh điều ngược lại.

Cách đây vài tháng, những nhà khoa học tại Viện Khoa học Quang tử của Tây Ban Nha đã có bước tiến mới về vật liệu 2D giúp tạo ra các loại cảm biến, có khả năng phát hiện photon bước sóng dài, điều mà các hệ siêu dẫn hoặc bán dẫn hiện nay khó đạt được. Thành quả mới đã tạo bước ngoặt cho sự phát triển của công nghệ lượng tử tại châu Âu.

GS. Frank Koppens - Viện Khoa học quang tử, Tây Ban Nha chia sẻ: "Vậy là vật liệu hoạt động khác với những gì chúng tôi mong đợi. Khi chúng tôi chiếu sáng, chúng tôi đột nhiên thấy độ nhạy sáng cực cao. Chúng tôi bắt đầu nghiên cứu sâu hơn nữa và phát hiện rằng nó nhạy cảm với các photon đơn lẻ".

Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Tây Ban Nha không phải là điểm sáng duy nhất. Từ năm 2018, các nước châu Âu đã rót gần 1 tỷ Euro cho nhiều dự án lượng tử trọng điểm. Áo đầu tư hơn 100 triệu Euro vào các dự án quang tử, vật liệu 2D và điện toán lượng tử thế hệ mới. Chương trình "Liên minh Máy tính Lượng tử" được mở rộng trên khắp châu Âu.

GS. François Remacle - Nhà Hóa học Vật lý lý thuyết, Đại học Liege, Bỉ chia sẻ: "5 năm nữa, châu Âu sẽ có nhiều cảm biến lượng tử trong cuộc sống hàng ngày, những cảm biến với độ chính xác cao hỗ trợ điều trị ung thư, ngăn quá trình lão hóa. 10-15 năm nữa, máy tính lượng tử sẽ phổ biến và khi đó sẽ là một cuộc cách mạng bởi giao tiếp sẽ không còn được bảo mật do khả năng tính toán mà máy tính lượng tử mang lại".

Các nhà khoa học cho rằng, châu Âu có nền tảng nghiên cứu mạnh, nhưng chậm hơn Mỹ và Trung Quốc trong cuộc đua phát triển lượng tử. Trong khi EU và các nước thành viên đã chi hơn 11 tỷ Euro, Trung Quốc lại công bố kế hoạch lập quỹ tới 1.000 tỷ NDT cho công nghệ lõi, bao gồm lượng tử. Dòng vốn mạo hiểm ở khu vực tư nhân chủ yếu đổ vào Mỹ, khiến các startup châu Âu khó cạnh tranh nếu chỉ dựa vào nguồn lực công.

Từ phòng thí nghiệm ở Barcelona hay Vienna (Áo), một châu Âu đang quyết liệt hơn, đầu tư mạnh hơn và tham vọng hơn trong cuộc đua lượng tử. Nơi từng khai sinh cơ học lượng tử, giờ đang nỗ lực giành lại vị thế trong kỷ nguyên công nghệ tiếp theo.