Công nghệ lượng tử: Đấu trường mới của cạnh tranh nước lớn

Công nghệ lượng tử đang được xem là công nghệ tương lai, có thể làm “thay đổi cuộc chơi” với khả năng vượt qua những giới hạn của các công nghệ hiện tại và định hình lại cục diện cạnh tranh toàn cầu.

Kiến tạo hình ảnh quốc gia trong môi trường truyền thông số Nâng cao năng lực ứng dụng AI cho cán bộ đối ngoại trong thời kỳ mới Đẩy mạnh công tác nghiên cứu, tham mưu chiến lược ở Bộ Ngoại giao trong bối cảnh mới

Công nghệ lượng tử: Đấu trường mới của cạnh tranh nước lớn?

Hoa Kỳ là quốc gia khởi động sớm nhất và đang duy trì vị trí dẫn dắt trong cuộc đua công nghệ lượng tử. (Nguồn: Vinbigdata)

Các nước lớn đang tích cực xây dựng và triển khai chiến lược quốc gia về công nghệ lượng tử nhằm giành ưu thế và củng cố vị thế dẫn dắt trong lĩnh vực quan trọng này. Trên phạm vi toàn cầu, cạnh tranh chiến lược trong lĩnh vực công nghệ đang mở rộng từ bán dẫn, trí tuệ nhân tạo (AI) sang các lĩnh vực liên quan đến công nghệ lượng tử. Bài viết này phác họa bức tranh công nghệ lượng tử của một số quốc gia chủ chốt, qua đó rút ra hàm ý chính sách cho Việt Nam.

Những người tiên phong

Hoa Kỳ là quốc gia khởi động sớm nhất và đang duy trì vị trí dẫn dắt trong cuộc đua công nghệ lượng tử. Chính phủ Hoa Kỳ đã sớm nhận thức được tầm quan trọng của công nghệ lượng tử và cụ thể hóa bằng việc hoàn thiện thể chế, pháp luật và thúc đẩy hợp tác công - tư nhằm củng cố vị thế dẫn đầu trong lĩnh vực này. Năm 2018, Hoa Kỳ là quốc gia đầu tiên trên thế giới ban hành “Đạo luật sáng kiến quốc gia về lượng tử” (National Quantum Initiative Act), đánh dấu sự khởi đầu cho việc hỗ trợ phát triển công nghệ lượng tử ở cấp quốc gia.

Đạo luật này nhấn mạnh việc hỗ trợ toàn diện và có hệ thống cho hoạt động nghiên cứu và phát triển (R&D), đào tạo nguồn nhân lực cũng như hợp tác giữa các trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp hướng tới mục tiêu củng cố vị thế tiên phong, dẫn dắt của Hoa Kỳ trong lĩnh vực khoa học thông tin lượng tử và các công nghệ ứng dụng liên quan. Năm 2022, Hoa Kỳ xác định công nghệ lượng tử là công nghệ cốt lõi, thiết yếu đối với an ninh kinh tế, đồng thời cụ thể hóa bằng một loạt các biện pháp kiểm soát xuất khẩu và hạn chế đầu tư ra nước ngoài nhằm kiềm chế Trung Quốc.

Hoa Kỳ hiện đang sở hữu một hệ sinh thái lượng tử hàng đầu thế giới với nhiều tập đoàn, doanh nghiệp liên tục cạnh tranh và tung ra thị trường các mẫu máy tính lượng tử tối tân. Năm 2024, IBM đã ra mắt chip lượng tử “Quantum Heron”, có khả năng thực hiện tối đa 5.000 phép toán cổng 2 qubit. Cũng trong năm 2024, Google công bố chip lượng tử “Willow” được giới khoa học đánh giá không những cải thiện về hiệu suất mà còn “tạo ra bước đột phá trong sửa lỗi lượng tử”.

Trên đây chỉ là hai trong số nhiều ví dụ tiêu biểu cho thấy vị thế tiên phong của Hoa Kỳ trong lĩnh vực công nghệ lượng tử. Không chỉ chiếm ưu thế về phần cứng, các doanh nghiệp Hoa Kỳ còn sở hữu một hệ sinh thái đổi mới sáng tạo vượt trội, bao gồm phần mềm thuật toán lượng tử, dịch vụ điện toán đám mây lượng tử (Amazon Braket), v.v. Bên cạnh đó, Hoa Kỳ tích cực hợp tác với đồng minh, đối tác trong nỗ lực định hình luật chơi, xây dựng tiêu chuẩn quốc tế, đào tạo và thu hút nhân tài trong lĩnh vực lượng tử.

Trung Quốc cũng đã sớm nhận thức được giá trị chiến lược của công nghệ lượng tử khi chọn lĩnh vực này là một trong những nhiệm vụ chiến lược, ưu tiên hàng đầu trong “Quy hoạch 5 năm lần thứ 14” (2021-2025). Trung Quốc đã phóng vệ tinh Mặc Tử (năm 2016) – vệ tinh thí nghiệm khoa học lượng tử đầu tiên trên thế giới; thiết lập thành công đường truyền liên lạc lượng tử dài nhất thế giới (12.900 km) giữa Trung Quốc và Nam Phi (năm 2025); công bố Hệ thống mã hóa lượng tử đầu tiên trên thế giới (năm 2025)…, qua đó vươn lên nắm giữ vai trò tiên phong trong lĩnh vực truyền thông lượng tử. Trên nền tảng đó, Trung Quốc đang tiếp tục củng cố và nâng cao vị thế quốc gia trong toàn bộ các lĩnh vực liên quan đến công nghệ lượng tử, đặc biệt là máy tính lượng tử và cảm biến lượng tử.

Trung Quốc đã và đang tập trung củng cố năng lực nghiên cứu cơ bản. Năm 2017, nước này công bố thành lập viện nghiên cứu lượng tử quốc gia có quy mô lớn nhất thế giới. Lũy kết đầu tư công trong lĩnh vực công nghệ lượng tử lên tới 15 tỷ USD (so với 3,8 tỷ USD của Mỹ). Các doanh nghiệp Trung Quốc đang tích cực tham gia phát triển công nghệ lượng tử, với Origin Quantum là một ví dụ tiêu biểu. Năm 2024, công ty này đã soán ngôi IBM để trở thành doanh nghiệp sở hữu nhiều bằng sáng chế nhất thế giới trong lĩnh vực máy tính lượng tử. Để ứng phó với các lệnh trừng phạt của Mỹ trong lĩnh vực lượng tử, Trung Quốc đã tăng ngân sách cho R&D, đẩy mạnh đào tạo nguồn nhân lực, xây dựng chuỗi cung ứng tự chủ và thu hút nhân tài quốc tế.

Các nước lớn đang tích cực xây dựng và triển khai chiến lược quốc gia về công nghệ lượng tử nhằm giành ưu thế và củng cố vị thế dẫn dắt trong lĩnh vực quan trọng này. (Nguồn: Steady progress in approaching the quantum advantage, Mc Kinsey, 2024)

Các quốc gia chủ chốt khác như EU, Vương quốc Anh và Nhật Bản cũng đang triển khai chiến lược lượng tử dựa trên lợi thế riêng của mình. EU tích cực khai thác “hiệu ứng quy mô và cộng hưởng” trên cơ sở hợp tác giữa các quốc gia thành viên. Tiêu biểu là dự án “Quantum Flagship”, được triển khai trong 10 năm, bắt đầu từ năm 2018 với tổng ngân sách 1 tỷ euro, nhằm hỗ trợ toàn diện cho hoạt động nghiên cứu và phát triển công nghệ lượng tử.

Bên cạnh đó, EU đang xây dựng các mạng lưới hợp tác giữa doanh nghiệp và giới học thuật - tiêu biểu là Hiệp hội công nghiệp lượng tử châu Âu (QuIC) - để hỗ trợ đào tạo nguồn nhân lực và phát triển các doanh nghiệp khởi nghiệp. Năm 2023, 11 quốc gia thành viên EU đã công bố “Tuyên bố lượng tử”, cam kết hợp tác xây dựng hệ sinh thái lượng tử châu Âu với đẳng cấp hàng đầu thế giới. Những nỗ lực này cho thấy EU đang huy động tối đa sức mạnh tập thể và phân công lao động trong toàn khối để giành ưu thế trong cuộc đua công nghệ lượng tử với Mỹ và Trung Quốc.

Năm 2023, Vương quốc Anh công bố Chiến lược quốc gia về công nghệ lượng tử, hướng tới xây dựng một nền kinh tế dựa trên lượng tử vào năm 2033. Điểm nổi bật trong chiến lược này là tập trung vào ứng dụng thực tiễn. Cụ thể, Anh đang xây dựng các trung tâm công nghệ lượng tử ứng dụng; triển khai các dự án theo định hướng, nhiệm vụ tạo ra lợi ích kinh tế – xã hội; hỗ trợ thương mại hóa, mở rộng ứng dụng máy tính lượng tử trong các lĩnh vực công nghiệp.

Ngoài ra, Anh đang xúc tiến thiết lập các môi trường thử nghiệm (testbed) và khung thể chế thí điểm (sandbox) phục vụ việc thử nghiệm các quy định và tiêu chuẩn mới. Tham vọng của Anh là vươn lên đóng vai trò chủ đạo trong xây dựng tiêu chuẩn, quy phạm quốc tế về công nghệ lượng tử và dẫn dắt, định hướng quy chế quản lý công nghệ lượng tử toàn cầu.

Mỹ và Trung Quốc đang tích cực xây dựng và triển khai chiến lược quốc gia về công nghệ lượng tử nhằm giành ưu thế và củng cố vị thế dẫn dắt trong lĩnh vực quan trọng này. (Nguồn: National Defense)

Khi nói đến công nghệ lượng tử, không thể không nhắc tới Canada. Với năng lực đổi mới sáng tạo mạnh mẽ của khối doanh nghiệp tư nhân, Canada đang trở thành quốc gia nổi bật trong “bản đồ” công nghệ lượng tử quốc tế. Các doanh nghiệp tiên phong như Xanadu (máy tính lượng tử sử dụng photon), Quantum Materials (vật liệu lượng tử) và D-Wave Quantum (phát triển máy tính lượng tử ủ nhiệt)… thể hiện rõ thế mạnh này của Canada. Năm 2022, Canada đã công bố Chiến lược quốc gia về công nghệ lượng tử, tập trung vào việc hỗ trợ ngành công nghiệp lượng tử. Chiến lược này ưu tiên các lĩnh vực như máy tính lượng tử, mật mã, cảm biến lượng tử… với các chính sách nhằm củng cố hệ sinh thái lượng tử quốc gia thông qua đầu tư vào nghiên cứu, đào tạo nhân lực và thương mại hóa công nghệ.

Nhật Bản đã xây dựng “Chiến lược đổi mới công nghệ lượng tử” vào năm 2020, tập trung vào việc ứng dụng công nghệ lượng tử để giải quyết các vấn đề xã hội trong tương lai. Đặc biệt, Nhật Bản đang theo đuổi chiến lược đổi mới sáng tạo có tính đột phá, kết hợp với tận dụng tối đa lợi thế cạnh tranh hiện có, tiêu biểu là “bộ ba chiến lược” vật liệu, linh kiện và thiết bị. Năm 2023, Nhật Bản đã công bố “Chiến lược công nghiệp lượng tử” (Quantum Industrial Strategy), nhằm định hình và phát triển ngành công nghiệp lượng tử trong tương lai. Chiến lược này đề ra 03 mục tiêu chính: (i) Đưa công nghệ lượng tử vào ứng dụng rộng rãi trong xã hội, phấn đấu có 10 triệu người sử dụng công nghệ lượng tử; (ii) Phát triển ngành công nghiệp lượng tử thành một lĩnh vực kinh tế quan trọng với sản lượng công nghiệp đạt 50 nghìn tỷ Yên (khoảng 340 tỷ USD); (iii) Thúc đẩy hình thành các “doanh nghiệp kỳ lân” lượng tử thông qua khuyến khích đổi mới sáng tạo.

Giai đoạn bước ngoặt

Có thể nói, cuộc đua phát triển công nghệ lượng tử, đặc biệt là chip lượng tử, đang ở giai đoạn bước ngoặt, với xu hướng hợp tác và cạnh tranh đa tầng nấc giữa các quốc gia, các tập đoàn công nghệ, công ty khởi nghiệp và liên minh nghiên cứu-công nghiệp được hỗ trợ bởi chính phủ. Quan trọng hơn, đây không chỉ là cuộc tranh đua công nghệ đơn thuần mà còn phản ánh chiến lược địa chính trị và kinh tế toàn cầu.

Tại Việt Nam, công nghệ lượng tử được đề cập trong một số văn kiện của Đảng và Nhà nước. Mới đây nhất, Nghị quyết 57 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 nhấn mạnh mục tiêu đến năm 2030, từng bước làm chủ một số công nghệ chiến lược, công nghệ số, trong đó có công nghệ lượng tử và định hướng một số giải pháp nhằm thực hiện mục tiêu này.

Để cụ thể hóa các quan điểm và thực hiện các mục tiêu đề ra, đưa Việt Nam bắt kịp với xu thế phát triển công nghệ lượng tử trên thế giới, nhiệm vụ cấp thiết hiện nay là sớm xây dựng “Chiến lược khoa học và công nghệ lượng tử”, trong đó xác định trọng tâm, trọng điểm và các ưu tiên ngắn hạn, trung hạn và dài hạn, phù hợp với năng lực, nguồn lực và các mục tiêu phát triển của đất nước. Việt Nam cần tập trung vào những lĩnh vực có tiềm năng thương mại hóa; thúc đẩy đào tạo nguồn nhân lực thông qua hợp tác giữa trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp; tăng cường hợp tác quốc tế và ngoại giao công nghệ để thu hút các nguồn lực từ bên ngoài.