Việt Nam ở đâu trong đường đua công nghệ lượng tử?

Trong khi thế giới vẫn đang chứng kiến những bước tiến nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo (AI), một làn sóng công nghệ mới đã bắt đầu hình thành. Các quốc gia phát triển, những trung tâm nghiên cứu hàng đầu và các tập đoàn công nghệ lớn đang chuyển sự chú ý sang công nghệ lượng tử - lĩnh vực được kỳ vọng tạo ra cuộc cách mạng tiếp theo.

Nếu AI giúp con người xử lý dữ liệu, nhận diện quy luật và tối ưu hóa quyết định, công nghệ lượng tử được kỳ vọng mở ra những năng lực hoàn toàn mới mà các hệ thống máy tính hiện nay khó có thể đạt tới. Tác động của công nghệ này không chỉ giới hạn trong khoa học mà còn lan sang kinh tế, quốc phòng, an ninh và năng lực cạnh tranh quốc gia.

Lượng tử khó, nhưng không nằm ngoài tầm với

Bàn về vấn đề này, GS.TS Trần Hồng Thái, Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, nêu rằng công nghệ lượng tử là lĩnh vực rất khó, nhưng không phải ngoài tầm với của Việt Nam nếu đi đúng cách.

"Chúng ta đi sau các cường quốc, đó là thực tế. Nhưng đi sau không có nghĩa là không thể tham gia, càng không có nghĩa là đứng ngoài", ông nhấn mạnh.

PGS.TS Trần Hồng Thái. Ảnh: Tạp chí KH&CN Việt Nam.

Theo người đứng đầu Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đây là một trong số ít lĩnh vực mà khoảng cách giữa các quốc gia chưa hoàn toàn khép lại. Cánh cửa vẫn còn mở cho những nước biết lựa chọn đúng hướng, tập trung nguồn lực và kiên trì xây dựng năng lực nội sinh.

Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra đối với Việt Nam không phải là "có nên quan tâm đến công nghệ lượng tử hay không". Câu hỏi đặt ra là "chúng ta sẽ lựa chọn cách tiếp cận nào, đi từ đâu, ưu tiên lĩnh vực nào, tổ chức lực lượng ra sao, đầu tư thế nào, hợp tác với ai và bằng cách nào để từng bước hình thành năng lực thật về công nghệ lượng tử".

Hiện nay, Mỹ, Trung Quốc, Liên minh châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc, Singapore, Ấn Độ và nhiều nền kinh tế lớn khác đều đã xây dựng chiến lược phát triển công nghệ lượng tử với các chương trình đầu tư kéo dài hàng chục năm. Nguồn vốn hàng tỷ USD đang được đổ vào các lĩnh vực như máy tính lượng tử, truyền thông lượng tử, cảm biến lượng tử và mật mã hậu lượng tử.

Theo GS.TS Trần Hồng Thái, điều đáng chú ý là các quốc gia đi trước đều không tiếp cận công nghệ lượng tử bằng tư duy ngắn hạn. Họ xây dựng hệ sinh thái hoàn chỉnh gồm nghiên cứu cơ bản, nhân lực chất lượng cao, hạ tầng phòng thí nghiệm, doanh nghiệp công nghệ, tiêu chuẩn kỹ thuật và hợp tác quốc tế.

Đó cũng là lý do Việt Nam cần bàn về công nghệ lượng tử ngay từ bây giờ, đặc biệt là khi những tác động của lĩnh vực này không còn là câu chuyện của tương lai xa.

Trước hết, rủi ro về an toàn thông tin đã bắt đầu hiện hữu. Khi máy tính lượng tử đạt năng lực đủ lớn, nhiều hệ mật mã đang bảo vệ dữ liệu tài chính, dữ liệu công dân, giao dịch số và các thông tin trọng yếu quốc gia có thể bị vô hiệu hóa.

Đáng chú ý, giới chuyên gia quốc tế đã cảnh báo về chiến lược "thu thập hôm nay, giải mã ngày mai". Tức dữ liệu quan trọng có thể bị thu gom từ hiện tại để chờ giải mã khi công nghệ lượng tử trưởng thành. Điều này đặt ra yêu cầu phải sớm chuẩn bị các giải pháp mật mã hậu lượng tử và tăng cường năng lực bảo vệ hạ tầng số quốc gia.

Bên cạnh đó, công nghệ lượng tử được xem là công nghệ lưỡng dụng, có ý nghĩa chiến lược đối với quốc phòng, an ninh, kinh tế số và năng lực cạnh tranh quốc gia.

Theo GS.TS Trần Hồng Thái, một quốc gia có thể nhập khẩu thiết bị hoặc hệ thống công nghệ trong ngắn hạn, nhưng không thể mua được năng lực an ninh công nghệ từ bên ngoài. Năng lực đó chỉ có thể được hình thành thông qua quá trình đầu tư dài hạn cho nhân lực, hạ tầng nghiên cứu và khả năng làm chủ công nghệ.

Cũng trong thời gian này, thế giới đã bước vào giai đoạn cạnh tranh mới về công nghệ lượng tử. Nhiều nền kinh tế lớn như Mỹ, Trung Quốc, Liên minh châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc, Singapore hay Ấn Độ đều đã triển khai các chương trình đầu tư quy mô lớn, dài hạn cho lĩnh vực này.

Điều đó cho thấy công nghệ lượng tử không còn chỉ là hướng nghiên cứu tiềm năng mà đang trở thành một phần của cuộc cạnh tranh về công nghệ, thể chế và năng lực quốc gia.

Từ kinh nghiệm quốc tế, GS.TS Trần Hồng Thái cho rằng phát triển công nghệ lượng tử không thể dựa trên tư duy ngắn hạn hay những nhóm nghiên cứu đơn lẻ. Lĩnh vực này đòi hỏi một hệ sinh thái hoàn chỉnh gồm nghiên cứu cơ bản, nguồn nhân lực chất lượng cao, hạ tầng phòng thí nghiệm và bệ thử nghiệm dùng chung, sự tham gia của doanh nghiệp công nghệ, các tiêu chuẩn về đo lường và an toàn hậu lượng tử, cùng cơ chế hợp tác quốc tế và đầu tư bền bỉ trong nhiều năm.

Tuy nhiên, tham gia cuộc đua lượng tử không đồng nghĩa với việc phải ngay lập tức chế tạo máy tính lượng tử như các cường quốc. GS.TS Nguyễn Thị Thanh Mai, Giám đốc Đại học Quốc gia TP.HCM, cho rằng công nghệ lượng tử là một hệ sinh thái rộng lớn hơn nhiều so với nhận thức phổ biến hiện nay.

Những ứng dụng của lĩnh vực này liên quan trực tiếp đến bảo vệ dữ liệu cá nhân, dữ liệu y tế, tài chính và dữ liệu công vụ. Đồng thời, công nghệ lượng tử còn mở ra khả năng phát triển vật liệu mới, thuốc mới, pin mới, môi trường, ngập nước, sụt lún, hạ tầng ngầm, logistics, giao thông đô thị và năng lượng sạch.

"Câu hỏi lớn nhất không còn là công nghệ lượng tử có nên là một ưu tiên hay không, mà là làm thế nào để Việt Nam có đủ tốc độ, đủ nền tảng và đủ năng lực tự chủ để từng bước làm chủ công nghệ này", GS Mai nói.

Việt Nam cần xác định điểm khởi đầu phù hợp trong cuộc đua công nghệ lượng tử. Ảnh minh họa: MIT.

Cần xác định điểm khởi đầu phù hợp

Nếu cơ hội tham gia cuộc đua công nghệ lượng tử vẫn còn rộng mở, GS.TS Nguyễn Thị Thanh Mai tin rằng điều quan trọng là Việt Nam phải xác định được điểm khởi đầu phù hợp thay vì dàn trải nguồn lực.

Theo bà, nền tảng quan trọng nhất là phát triển nguồn nhân lực. Đây cũng là thách thức lớn nhất mà ngành công nghệ lượng tử trên thế giới đang đối mặt. Nếu không xây dựng được đội ngũ nhân lực đủ sâu về chuyên môn, đủ trẻ và có khả năng làm việc liên ngành, các chiến lược phát triển khó có thể chuyển hóa thành năng lực thực tế.

Từ đó, bà cho rằng Việt Nam cần sớm xây dựng lộ trình phát triển nhân lực lượng tử một cách bài bản, từ xác định đối tượng đào tạo, trình độ đào tạo đến cơ chế phối hợp giữa các cơ sở nghiên cứu, trường đại học và doanh nghiệp. Mục tiêu là hình thành đội ngũ chuyên gia lượng tử đủ năng lực trong vòng 5-10 năm tới.

Bên cạnh nhân lực, việc lựa chọn đúng hướng ưu tiên cũng được xem là yếu tố quyết định. Công nghệ lượng tử là lĩnh vực rất rộng, nhưng nếu tập trung vào những bài toán phù hợp với nhu cầu phát triển và năng lực hiện có, Việt Nam hoàn toàn có thể tạo dựng vị trí riêng trong hệ sinh thái công nghệ toàn cầu.

Theo đó, an toàn thông tin hậu lượng tử là một trong những hướng đi cấp thiết nhất hiện nay. Đây không chỉ là bài toán kỹ thuật mà còn liên quan trực tiếp đến chủ quyền số quốc gia.

Ngoài ra, Việt Nam cũng có thể tập trung vào các lĩnh vực như mô phỏng lượng tử, phần mềm lượng tử, cảm biến và đo lường chính xác. Những hướng nghiên cứu này có khả năng giải quyết nhiều bài toán thực tiễn trong nước như phát triển vật liệu mới cho pin và bán dẫn, nghiên cứu dược phẩm, tối ưu hóa logistics và giao thông, quan trắc môi trường, theo dõi sụt lún hạ tầng hay phát triển năng lượng sạch và đô thị thông minh.

Để hiện thực hóa những mục tiêu trên, GS.TS Nguyễn Thị Thanh Mai cho rằng cần xây dựng mô hình hợp tác bền vững giữa các cơ sở nghiên cứu, trường đại học và doanh nghiệp.

Bà cũng nhấn mạnh vai trò của doanh nghiệp trong hệ sinh thái lượng tử. Theo đó, các doanh nghiệp không nhất thiết phải đầu tư ngay vào những hệ thống phần cứng đắt đỏ. Thay vào đó, họ có thể tham gia bằng cách đặt hàng các bài toán thực tiễn, cung cấp dữ liệu phục vụ nghiên cứu, hỗ trợ học bổng, tiếp nhận thực tập sinh, thử nghiệm giải pháp hoặc đồng phát triển các sản phẩm ứng dụng. Đây được xem là mắt xích quan trọng giúp rút ngắn khoảng cách giữa nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và nhu cầu của thị trường.