Công nghệ lượng tử sẽ thay đổi tương lai như thế nào? PHẦN 3: BỨC TRANH LỚN
1. Cấu tạo của một máy tính lượng tử
Lần đầu tiên nhìn thấy máy tính lượng tử như cái lọng vàng lóng lánh, tôi đã nghĩ "Trời, đẹp quá! Chắc tốn kém lắm." Tốn kém thì đúng rồi. Nhưng cái lọng vàng hóa ra không phải là các mạch tính toán dát vàng truyền dữ liệu vào/ra qubit như tôi nghĩ, mà chỉ là cái tủ lạnh.
- Người dùng viết chương trình bằng Qiskit (Python).
- Compiler sẽ biên dịch thành vi sóng.
- AWG sẽ tạo xung vi sóng chính xác đến ns.
- Xung vi sóng đi qua cáp đồng trục tới chip qubit.
- Một bộ đọc tín hiệu từ qubit.
- Tín hiệu qua JPA khuếch đại.
- Tín hiệu qua HEMT khuếch đại lần nữa.
- Tín hiệu qua ADC số hóa.
- Kết quả trả về máy tính cổ điển.
- Chip qubit: chip IBM Heron/Eagle khoảng 1cm x 1cm, chip Google Sycamore 1,5cm x 1,5cm;
- 1 qubit đơn lẻ có kích thước khoảng 50–500 micromet (0.05–0.5mm) - mắt thường cực khó quan sát;
- Cổng Josephson Junction khoảng 100–200 nanomet (0.0001mm): linh kiện kỳ diệu nhất - là nơi "ma thuật" xảy ra. Cooper pairs (cặp electron siêu dẫn) đi xuyên hầm (tunnel) qua lớp này theo cơ học lượng tử, tạo ra một mạch phi tuyến - điều kiện bắt buộc để tạo qubit thay vì chỉ là dao động điều hòa thông thường.
- Lớp cách điện ~1–2 nanomet (10 lớp nguyên tử!).
Thách thức lớn nhất không phải là tạo ra qubit - mà là giữ cho chúng không bị môi trường "phá".
1 tủ lạnh pha loãng (dilution fridge): $1–2 triệu USD.
1 chip qubit siêu dẫn: hàng chục triệu USD để R&D.
Phòng sạch (cleanroom) chế tạo qubit: $50–500 triệu USD.
Chưa tính chi phí nhân sự và vận hành, một hệ thống đầy đủ tốn ít nhất 10–50 triệu USD setup ban đầu và chiếm cả một tòa nhà.
2. Công nghệ chế tạo qubit
Công nghệ chế tạo qubit phản ánh triết lý xây dựng máy tính lượng tử. Cuộc đua lượng tử hôm nay giống hệt cuộc đua máy tính những năm 1940–1960: chưa ai biết công nghệ nào sẽ chiến thắng. Có thể siêu dẫn sẽ dẫn đầu, có thể ion bẫy sẽ bứt phá, cũng có thể quang tử hoặc nguyên tử trung hòa mới là người về đích đầu tiên. Chính sự "chưa ngã ngũ" đó khiến cuộc đua lượng tử trở nên hấp dẫn hơn bao giờ hết.
Hiện tại, có 5 công nghệ chế tạo qubit - 5 triết lý khác nhau, gồm:
- Siêu dẫn
- Ủ lượng tử
- Ion bẫy
- Nguyên tử trung hòa
- Photon (quang tử)
(1) Siêu dẫn (superconducting)
(2) Ủ lượng tử (quantum annealing)
Máy tính truyền thống thường thử, đánh giá, thử tiếp. Nó phải khám phá từng phương án.
Máy tính ủ lượng tử làm gì? Nó không thử từng đáp án. Nó biến toàn bộ bài toán thành một "cảnh quan năng lượng". Giống như ngọn núi lúc nãy. Sau đó, nó dùng hiệu ứng lượng tử để giúp hệ thống "trượt" về trạng thái năng lượng thấp nhất. Nếu thành công, lời giải rất tốt đã được tìm ra.
Tại sao dùng được lượng tử cho bài toán này? Vì lượng tử có một khả năng đặc biệt: quantum tunneling (xuyên hầm lượng tử). Thay vì phải leo qua ngọn đồi để sang thung lũng khác, hạt lượng tử có xác suất đi xuyên qua rào cản. Điều này giúp máy thoát khỏi những "bẫy tối ưu cục bộ", và nhanh hơn trong một số bài toán.
- Giai đoạn 1 - Khởi tạo: Tất cả qubit ở trạng thái chồng chất đều nhau. Từ trường ngang mạnh. Nên khám phá đồng thời MỌI khả năng.
- Giai đoạn 2 - Ủ: Từ trường ngang giảm dần. Từ trường bài toán tăng. Qubit tunnel qua hàng rào năng lượng. Chậm dần vào đáy.
- Giai đoạn 3 - Đọc kết quả: Từ trường bài toán mạnh. Chồng chất sụp đổ. Mỗi qubit chọn 0 hoặc 1 và đây là nghiệm của bài toán tối ưu hóa.
(3) Ion bẫy (trapped ion)
Các tia laser cực chính xác được bắn vào ion, để điều khiển đổi trạng thái qubit, tạo cổng lượng tử, đọc kết quả.
Về cấu tạo và vận hành, nó cũng khá tương đồng với công nghệ siêu dẫn đã nói bên trên. Hiện có khoảng 50qubit, nhưng chất lượng cao, tỷ lệ lỗi rất thấp (khoảng 0,01%), hoạt động gần nhiệt độ phòng. Mới giải được bài toán với độ sâu mạch thấp (do tốc độ cổng chậm hơn cổng của công nghệ siêu dẫn rất nhiều).
Nhược điểm lớn nhất của công nghệ ion bẫy là laser - laser rất phức tạp, thao tác khá chậm - nên khó mở rộng lên hàng triệu qubit.
Dẫn đầu công nghệ này là IonQ và Quantinuum.
Để so sánh với công nghệ siêu dẫn, bạn có thể tưởng tượng: Google và IBM đang cố chế tạo một chiếc xe đua, còn IonQ và Quantinuum ra sức huấn luyện những con ngựa thuần chủng.
(4) Nguyên tử trung hòa (neutral atom)
Ưu điểm lớn nhất của công nghệ này là dễ mở rộng. Ngày nay, một số hệ thống đã điều khiển được hơn 1.000 qubit. Và việc tăng lên vài nghìn qubit được xem là khả thi. Các nguyên tử giống hệt nhau - không cần chế tạo từng qubit. Hay hơn nữa, có thể di chuyển qubit. Nếu muốn, laser chỉ việc kéo nguyên tử sang chỗ khác giống như chơi cờ (😅).
Đùa vậy thôi. Laser cực kỳ phức tạp - nếu dễ điều khiển vậy thì Google và IBM đã chọn nó từ đầu rồi. Hơn nữa, công nghệ này đòi hỏi chân không rất cao. Việc điều khiển chính xác từng nguyên tử là thách thức lớn.
(5) Photon (photonic)
Máy tính quang tử hoạt động thế nào?
Khi hai photon gặp nhau, chúng không va chạm như bi-a. Chúng giao thoa. Có những đường đi được tăng cường. Có những đường bị triệt tiêu. Giống như sóng nước. Sau hàng trăm bước giao thoa, lời giải đúng nổi bật lên.
Công nghệ này có nhiều ưu điểm: không cần độ không tuyệt đối, photon hầu như không tương tác với môi trường nên ít mất thông tin lượng tử hơn, có thể chạy ngay trên chip silicon nên tận dụng được công nghệ bán dẫn hiện có, và được coi là tương lai của internet lượng tử.3. "Cuộc đua" lượng tử trên thế giới
Đọc đến đây hẳn bạn đã choáng với mức độ chi phí cho công nghệ lượng tử. Không giống như phần mềm hay AI - nơi bạn có thể thuê server và bắt đầu ngay - lượng tử đòi hỏi hạ tầng vật lý cực kỳ đặc thù. Với chi phí ban đầu đã nói bên trên và đội ngũ nhà vật lý $300–500K/người/năm, chỉ có chính phủ, Big Tech, và VC chuyên sâu mới đủ nguồn lực tham gia ở cấp độ phần cứng.
Vốn
Chỉ riêng năm 2025, khoảng 33,3 tỷ USD được đầu tư vào công nghệ lượng tử (bao gồm đầu tư của chính phủ trên 10 tỷ USD, vốn đầu tư mạo hiểm và chi tiêu R&D của doanh nghiệp). Trong khi doanh thu toàn ngành năm 2025 còn rất nhỏ, chỉ khoảng 1,9 tỷ USD. Startup IonQ ghi nhận doanh thu Q1/2026 là $64.7 triệu USD, tăng 755% so với cùng kỳ năm trước - con số nhỏ nhưng là tín hiệu quan trọng cho thấy doanh thu từ lượng tử thực sự đang bắt đầu hình thành.
Thế giới đang đầu tư gần 18 USD để đổi lấy 1 USD doanh thu hiện tại. Đây là dấu hiệu của một ngành công nghệ còn rất sớm nhưng được kỳ vọng cực lớn. Các chính phủ và tập đoàn lớn đều tin rằng lượng tử có thể tạo ra cuộc cách mạng công nghệ lớn tiếp theo, tương tự Internet hay AI.
McKinsey dự báo doanh thu toàn ngành $97 tỷ vào năm 2035, trong đó máy tính lượng tử chiếm $72 tỷ USD. BCG dự đoán con số này là $450-850 tỷ năm 2040.
Về phía chính phủ, Trung Quốc đã lập quỹ quốc gia 1 nghìn tỷ nhân dân tệ (~$138 tỷ USD) cho các công nghệ đỉnh cao bao gồm lượng tử từ năm 2017. Trong kế hoạch 5 năm 2021-2025, chính phủ Trung Quốc tuyên bố chi ~ $15 tỷ đô cho lượng tử giai đoạn này (không có số liệu thống kê đã giải ngân bao nhiêu từ con số này). Trung Quốc đang dẫn đầu tuyệt đối về mạng lượng tử 12.000km, số vệ tinh lượng tử, số bài báo khoa học, số nghiên cứu khoa học và số doanh nghiệp lượng tử.
Nhưng cho đến giờ, Mỹ vẫn là chính phủ đầu tư nhiều nhất cho lượng tử. Tháng 5/2025, Bộ Thương mại Mỹ công bố hơn $2 tỷ USD từ CHIPS and Science Act cho 9 công ty lượng tử, với IBM là neo chính nhận $1 tỷ USD. NQI (Hạ tầng Chất lượng Quốc gia) đổ $1,2 tỷ vào Sáng kiến lượng tử quốc gia giai đoạn 2019–2024, sau đó thêm $1,8 tỷ tái cấp vốn cho 2025–2029. Bộ năng lượng có 5 trung tâm Quantum Computing (QC) với đầu tư $625 triệu. DARPA thuộc Bộ Quốc Phòng Mỹ đang dẫn đầu với dự án Quantum Benchmarking Initiative (tạo ra máy tính lượng tử thực sự /fault-tolerant). Mục tiêu của chính phủ Mỹ là Quantum First 2030, ưu tiên chuyển sang mã hóa hậu lượng tử cho toàn bộ hệ thống chính phủ trước năm 2030.
EU chi cho kế hoạch Quantum Flagship €1 tỷ Euro trong 10 năm. Tổng chi của các chính phủ EU cho lượng tử khoảng $12 tỷ đô. Tuy nhiên, EU mạnh về nghiên cứu học thuật nhưng yếu về thương mại. Số lượng doanh nghiệp lượng tử ở đây hầu như vô cùng khiêm tốn, ngay cả so sánh với Ấn Độ, Singapore.
Anh là 1 trong những nước đầu tiên có kế hoạch dài hạn cho lượng tử. Chương trình hiện tại tập trung cho nghiên cứu lượng tử với 2,4 tỷ Bảng cho 10 năm (2024-2034). Ngoài ra, chính phủ còn đầu tư vào Trung Tâm Điện Toán Lượng Tử Quốc Gia, startup, nhân lực, thương mại hóa, tiêu chuẩn quốc tế về lượng tử. Mục tiêu của chính phủ Anh là đưa quốc gia này thành nền kinh tế dẫn đầu thế giới về công nghệ lượng tử vào năm 2033.
Năm 2025 cũng xuất hiện các cam kết lớn cho lượng tử như chính phủ Nhật Bản với $7,4 tỷ USD và Tây Ban Nha với €808 triệu Euro.
Nhật xây dựng cả một hệ sinh thái lượng tử quốc gia vì họ coi lượng tử (cùng với AI, bán dẫn, robot) là chiến lược quốc gia. Chương trình lượng tử quốc gia của Nhật hiện tại khoảng 1,2-1,5 tỷ USD, mục tiêu 10 triệu người dùng công nghệ lượng tử, tạo ra khoảng 50 nghìn tỷ yên giá trị kinh tế vào năm 2030.
Canada được coi là "người khổng lồ thầm lặng". Nhiều công nghệ lượng tử đầu tiên của thế giới được phát triển tại đây. Chính phủ Canada đã công bố Chiến lược Lượng tử Quốc gia, với các gói đầu tư tích lũy khoảng 1 tỷ CAD; riêng ngân sách gần đây bổ sung 334,3 triệu CAD trong 5 năm, trong đó giai đoạn đầu có chương trình 92 triệu CAD hỗ trợ các doanh nghiệp lượng tử. Canada tập trung vào máy tính lượng tử, truyền thông lượng tử, cảm biến lượng tử, đào tạo nhân lực.
Đức 3 tỷ Euro. Pháp 1,8 tỷ Euro. Hà Lan - nghiên cứu lượng tử mạnh nhất Châu Âu hiện tại - 615 triệu Euro.
Điều thú vị là, một số nước nhỏ lại đầu tư vào lượng tử cực mạnh, như Hà Lan, Phần Lan, Singapore, Đan Mạch. Đầu tư trên đầu người cho lượng tử của họ vượt xa các cường quốc.
Rõ ràng, đây không còn là cuộc chơi của vài phòng thí nghiệm, mà là một cuộc cạnh tranh chiến lược giữa các quốc gia để giành lợi thế về công nghệ, an ninh và kinh tế trong nhiều thập kỷ tới.
Thị trường vốn tư nhân đổ vào lượng tử cũng đang tăng chóng mặt. Từ $59 triệu năm 2012, tới trên $5 tỷ năm 2025. Tổng tích lũy đầu tư tư nhân giai đoạn trước 2025 ước tính trên $15 tỷ. Trong đó, doanh nghiệp Mỹ chiếm 44%, Canada + Australia 20%, Trung Quốc 17%, EU 12%, và 7% còn lại tới từ Nhật, Ấn Độ, Singapore, Trung Đông.
Tất cả các big tech tại Mỹ đều đã nhảy vào lượng tử, có phòng thí nghiệm với đội ngũ R&D riêng. Dẫn đầu là Google và IBM (đều được chính phủ Mỹ hậu thuẫn mạnh mẽ) với nhiều kết quả "chấn động".
IBM nổi bật nhất với chiến lược Cloud + Ecosystem, đang có hơn 100 máy QC trên IBM Quantum cloud, có chip Condor 1.121 qubit (2024), được chính phủ Mỹ tài trợ $1 tỷ từ CHIPS Act (tháng 5/2025). Mục tiêu: 4.000+ qubit vào năm 2027, chip Starling (200 qubit logic vào năm 2029).
Google (Alphabet) không kém cạnh với chiến lược từ Supremacy lên Fault-tolerant. Họ đã có Sycamore 53qubit (tuyên bố Supremacy 2019), Willow 105qubit - vượt ngưỡng lỗi (2024). Họ có Google Quantum AI lab nổi tiếng thế giới ở Santa Barbara (có hẳn mấy kênh Youtube riêng cho lab này, mọi người cứ lên đó mà xem, khá thú vị). Mục tiêu: 1 triệu qubit vật lý năm 2029.
Microsoft hướng tới Topological + Azure. Họ đã công bố Majorana 1 - qubit topo (tháng 2/2025) và Azure Quantum - marketplace đa nền. Microsoft đặt cược dài hạn nhất: ít qubit hơn nhưng chất lượng cao hơn lý thuyết với mục tiêu: 1 triệu qubit vật lý topo. Đây là case rủi ro nhất trong số big tech (nếu topo thất bại).
Amazon cho ra đời AWS Braket - marketplace truy cập nhiều loại QC qua cloud. Họ có Center for Quantum Computing (CQC), nhưng chưa có thành tựu gì đáng kể.
Intel giới thiệu Silicon spin qubit - tận dụng fab chip silicon sẵn có, nhưng khoảng cách còn xa so với IBM/Google. Họ chỉ nhắm vào platform, không hardware.
Fujitsu, NEC, Hitachi, Toshiba của Nhật đều có chương trình R&D lượng tử riêng.
Baidu, Alibaba, Huawei của Trung Quốc cũng đầu tư lượng tử nhưng chủ yếu theo định hướng của nhà nước.
Các startup thuần lượng tử có tên tuổi hiện nay: IonQ (Mỹ) với ion bẫy, D-wave (Mỹ, nhưng founder người Canada), Xanadu (Canada), PsiQuantum (Mỹ, nhưng founder người Úc). Tất cả các startup lượng tử đều được chính phủ và giới VC hậu thuẫn mạnh.
IonQ (Mỹ) sử dụng công nghệ Ion bẫy (Trapped Ion), đã niêm yết NASDAQ vào năm 2021. Q1/2026 doanh thu: $64.7M (+755% YoY). Họ đã mua SkyWater Technology $1.8B (một công ty fab chip). Họ cũng đã có mặt trên Azure, Google Cloud, AWS Braket. IonQ chưa có lợi nhuận, vẫn đang đốt tiền mạnh.
Quantinuum (Mỹ - founder là người Anh) cũng sử dụng công nghệ Ion bẫy (Honeywell spin-off). Đã gọi vốn tới Series H. Đang có tỷ lệ lỗi thấp nhất thị trường. Microsoft đầu tư $300M (2024). Đang dự kiến IPO - định giá ~$5 tỷ đô. Đây là công ty mạnh nhất về chất lượng qubit hiện nay.
Rigetti (Mỹ) sử dụng công nghệ siêu dẫn. Công ty này nổi tiếng với màn tăng cổ phiếu khiến dân tình "dựng tóc gáy". Cổ phiếu tăng trên 5700%/năm dù doanh thu còn rất nhỏ và vẫn đốt tiền nhanh.
D-Wave (Canada) sử dụng Quantum annealing, đã có 5.000+ qubit. Cổ phiếu cũng gây choáng khi tăng +3700%. Nhưng khách hàng của họ là NASA, Google, Volkswagen, Lockheed Martin, USRA.
Origin Quantum (Trung Quốc) nổi tiếng với Origin Wukong 72 qubit siêu dẫn (2024) và Origin Wukong-180 với 180 qubit, cũng là công ty lượng tử tư nhân số 1 Trung Quốc hiện nay. Thật không may, họ đã bị Mỹ đưa vào danh sách đen vì năng lực quá khủng và phát triển quá thần tốc.
Đây là cuộc đua tốn tiền nhất trong lịch sử công nghệ.
Học thuật & Nghiên cứu - Nền tảng của mọi đột phá
Gần như mọi đột phá đều xuất phát từ đại học trước khi được các công ty thương mại hóa. Lượng tử cũng vậy.
Hãy điểm qua những cái nôi của lượng tử - nếu bạn đã đọc 2 phần cơ bản trước, hẳn đã quen với vài cái tên.
Mỹ đang dẫn đầu thế giới về số lượng nghiên cứu, số phát minh đột phá và số lượng bài viết có chất lượng cao trong lĩnh vực lượng tử.
Đại học MIT được coi là nơi có nhiều thiên tài lượng tử nhất thế giới. Giáo sư Peter Shor (thuật toán Shor) có lẽ là cái tên bất kỳ ai nghe/đọc/làm việc với lượng tử cũng biết. Có 2 trung tâm lượng tử nổi tiếng trong MIT: Center for Quantum Engineering và MIT Lincoln Lab. Spin-off (tách ra thành công ty) với IonQ, Quera, và nhiều startup lượng tử khác.
Caltech có John Preskill (người đã đặt ra "NISQ"), có IQIM (Institute for Quantum Information and Matter) và đang hợp tác sâu với Google.
Harvard có QuEra được spin-off, cho ra đời nguyên tử trung hòa 48 qubit logic - kỷ lục vào năm 2023. Trong đó nhóm của Lukin dẫn đầu đang phục vụ Bộ Năng Lượng Mỹ.
Mỹ có số lượng nhà vật lý lượng tử và số lượng startup lượng tử nhiều nhất thế giới.
Trung Quốc bám sát ngay sau. Về số lượng bài viết lượng tử, Trung Quốc đang đứng số một thế giới. Số lượng phát minh lượng tử của họ cũng không thua kém Mỹ.
USTC (Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc) nổi tiếng với Pan Jianwei (Phan Kiến Vỹ) - "Cha đẻ QKD Trung Quốc". Đây cũng là nơi cho ra đời Vệ tinh Micius (2016), hệ thống máy tính lượng tử quang tử Jiuzhang, và có nhiều bài báo về QKD nhất thế giới.
Trung Quốc đang ráo riết đào tạo lượng lớn nhà vật lý lượng tử. Điều thú vị là có tới 30% nhà vật lý người nước ngoài được đào tạo tại Mỹ là người Trung Quốc. Mỹ đang tìm mọi cách để tạo ra những chính sách khiến họ ở lại phục vụ nước Mỹ, không muốn hồi hương nữa - câu chuyện này cũng là đề tài hot khiến báo chí Mỹ tranh cãi không ngớt.
Canada được coi là có ảnh hưởng nhất thế giới với lượng tử - so với quy mô dân số. Nhiều nhà khoa học hàng đầu thế giới từng làm việc ở đây.
Đại học Waterloo (Canada) có IQC (Institute for Quantum Computing) - một trong các trung tâm nghiên cứu lượng tử lớn nhất thế giới, nằm tại thành phố Waterloo - "Thung Lũng Silicon của Canada". Nhiều ý tưởng nền móng của QC xuất phát từ đây. Startup Xanadu đã spin-off từ đây.
Đại học TU Delft (Hà Lan) có QuTech - một trong những viện công nghệ lượng tử hàng đầu thế giới - liên minh với Microsoft. Họ dẫn đầu nghiên cứu topological, nổi tiếng với Thí nghiệm Majorana fermion, chế tạo Mạng QKD mặt đất đầu tiên cho châu Âu.
Anh, Đức, Nhật, Úc... cũng đang ráo riết nghiên cứu và đào tạo lượng tử.
Ước tính toàn cầu hiện chỉ có khoảng 15.000–20.000 chuyên gia lượng tử trình độ cao (bao gồm nghiên cứu, phát triển phần cứng, phần mềm và thuật toán). Nếu mở rộng sang các kỹ sư, lập trình viên và nhân lực liên quan, con số lớn hơn nhưng vẫn rất nhỏ so với nhu cầu.
Để dễ hình dung, dưới đây là vài con số:
- AI: vài triệu kỹ sư.
- An ninh mạng: vài triệu chuyên gia.
- Công nghệ lượng tử: chỉ vài chục nghìn chuyên gia trên toàn thế giới.
Đó là lý do nhiều công ty sẵn sàng trả mức lương rất cao để thu hút người có kinh nghiệm. Lương trung bình của nhà vật lý lượng tử ở Mỹ thuộc hàng cao nhất trong các ngành nghề: $300–500K/năm.
Ước tính của WEF, McKinsey hay BCG, tới năm 2030, thế giới cần gấp 3-5 lần số chuyên gia lượng tử so với hiện nay.
Thứ khan hiếm nhất trong lĩnh vực lượng tử là con người.
Mô hình chung của startup lượng tử
Hầu hết các startup lượng tử đều đi ra từ trường đại học. 100% founders đều là nhà vật lý.
Có lẽ vì lượng tử giai đoạn này vẫn cần nhiều kiến thức vật lý chuyên sâu.
Mô hình phổ biến của các startup này được báo chí tổng hợp ra thành công thức như sau:
(1) Nghiên cứu cơ bản: 5-10 năm.
(2) Proof of concept ở lab (thử nghiệm ok trong phòng thí nghiệm).
(3) Xây startup để lấy bản quyền sở hữu trí tuệ. Gọi vốn.
(4) Thương mại hóa (gọi vốn liên tục).
(5) Big tech mua lại hoặc IPO.
Cuộc chiến Mỹ - Trung
Không chỉ đối đầu khốc liệt về kinh tế, Mỹ - Trung còn chiến đấu ác liệt về công nghệ - trong đó có lượng tử.
Một tờ báo Mỹ đã tổng kết rằng: Mỹ dù đang thua tan nát Trung Quốc trong lĩnh vực xe điện, năng lượng mặt trời, robot, pin, sản xuất công nghiệp; nhưng lại nhỉnh hơn hẳn trong nghiên cứu AI chuyên sâu, lượng tử, đổi mới sáng tạo. Lượng tử sẽ là cuộc cách mạng tiếp theo, và có sức công phá còn khủng hơn AI. Do đó, chính phủ Mỹ phải linh động lên, hành động nhanh lên, bơm tiền nhiều hơn cho lượng tử.
Mấy ngày trước (tháng 6/2026), siêu máy tính LineShine nằm tại Trung tâm Siêu máy tính Quốc gia ở Thâm Quyến, đạt tốc độ tính toán gần 2,2 exaflop/s (2,2 tỷ tỷ phép tính mỗi giây), chính thức vượt qua siêu máy tính El Capitan của Mỹ, trở thành siêu máy tính mạnh nhất thế giới. Trung Quốc dù đi sau khá xa trong điện toán cổ điển, nhưng giờ bắt đầu vượt Mỹ. Khỏi nói, báo chí Mỹ coi đây là redflag cho cho chính phủ.
Chính phủ Mỹ đã và đang bắt đầu nghiêm túc hơn nhiều với lượng tử. Nhiều kỹ sư và nhà khoa học hàng đầu đã vào ban cố vấn chính phủ. Các chính sách và dự án lượng tử mọc lên như nấm ở mọi tầng và phòng ban. Đây là trận chiến mà họ quyết không thể thua - không chỉ vì Trung Quốc, mà còn cả loạt đồng minh lẫn kẻ thù đang lăm le thiết lập lại trật tự thế giới.
“Hoa Kỳ về cơ bản là bá chủ trong lĩnh vực điện toán cổ điển. Điều đó không nhất thiết có nghĩa là Hoa Kỳ, theo bất kỳ luật nào, sở hữu điện toán lượng tử hoặc tương lai của điện toán. Điều đó không đúng. Tôi cho rằng nó đang được tranh giành. Và bởi vì điện toán lượng tử là một phương thức mới, các quốc gia khác, bao gồm cả đồng minh và đối thủ, coi đây là một cơ hội tuyệt vời để thiết lập lại sức mạnh của điện toán.”
John Levy, Giám đốc điều hành của công ty hệ thống lượng tử SEEQC
Với lượng tử, hai nước có chiến lược hoàn toàn khác nhau: Mỹ thúc đẩy đổi mới qua cơ chế thị trường và hợp tác học thuật–công nghiệp, trong khi Trung Quốc áp dụng cách tiếp cận từ trên xuống có kế hoạch với sự can thiệp trực tiếp của chính phủ.
Tuy nhiên với những diễn biến chóng vánh gần đây, chính phủ Mỹ cho thấy họ sẽ hành động giống Trung Quốc, không để khu vực tư nhân tự đảm bảo cho việc Mỹ dẫn trước Trung Quốc trong lượng tử, chính phủ Mỹ sẽ trở thành khách hàng đầu tiên của các công ty lượng tử, can thiệp trực tiếp vào hệ sinh thái lượng tử, xây dựng chuỗi cung ứng và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuyển đổi hạ tầng số sang lượng tử. Sắc lệnh hành pháp "Mở ra kỷ nguyên mới của Lượng tử", "Bảo vệ quốc gia trước các cuộc tấn công mã hóa tiên tiến"... đang được phân tích rầm rộ ở Mỹ, Trung Quốc, Châu Âu mấy ngày qua.
Nếu xét số lượng công bố trên các tạp chí lớn như Nature, Science, Physical Review Letters và các hội nghị hàng đầu, xu hướng hiện nay là:
(1) Trung Quốc (2) Mỹ (3) Đức (4) Anh (5) Canada (6) Nhật
Điều đáng chú ý là Trung Quốc dẫn đầu về số lượng, nhưng Mỹ vẫn được đánh giá cao hơn về mức độ ảnh hưởng trung bình của các công trình, nhờ tỷ lệ bài báo được trích dẫn cao (34%) và hệ sinh thái nghiên cứu–doanh nghiệp rất mạnh.
Nếu tính số bằng sáng chế lượng tử trong khoảng 10 năm gần đây:
(1) Trung Quốc (2) Mỹ (3) Nhật (4) Đức (5) Hàn Quốc
Trung Quốc đăng ký rất nhiều bằng sáng chế. Nhưng Mỹ tập trung hơn vào thương mại hóa.Mỹ dẫn đầu thế giới về đầu tư tư nhân (44%), trong khi Trung Quốc dẫn đầu thế giới về sức mạnh tập trung từ chính phủ với cam kết đầu tư công $15 tỷ đô cho lượng tử.
Mỹ phụ thuộc hoàn toàn vào thị trường với big tech đóng vai trò chủ đạo. Trung Quốc chạy theo kế hoạch 5 năm rất nhanh gọn lẹ, không phụ thuộc thị trường.
Chính phủ Mỹ luôn chậm hơn tư nhân. Mỹ cũng đang vật lộn với tình trạng thiếu nhân lực lượng tử trầm trọng. Còn chính phủ Trung Quốc luôn là đầu tàu dẫn dắt. Doanh nghiệp Trung Quốc tận dụng mọi thứ có thể tận dụng.
Mỹ có hệ thống cơ sở và nhân lực nghiên cứu khoa học hàng đầu thế giới, luôn đi đầu mọi đột phá trong thời hiện đại. Trung Quốc có hệ thống dây chuyền sản xuất mạnh nhất thế giới, chỉ cần lượng tử bước vào thương mại hóa thực sự (sau fault-tolerant), thế giới sẽ đuổi không kịp họ trong sản xuất máy tính lượng tử.
Mỹ có Google Sycamore 2019 đưa thế giới vào thời kỳ Quantum Supremacy, Google Willow 2024 đột phá sửa lỗi, hệ sinh thái Thung lũng Silicon nuôi dưỡng mọi giấc mơ và ý tưởng thay đổi thế giới.
Trung Quốc có mạng lượng tử dài nhất thế giới, vệ tinh lượng tử đầu tiên trên thế giới, số lượng bài báo lượng tử nhiều nhất thế giới.
Thung lũng Silicon, hay Google, IBM của nước Mỹ - tôi đều đã có nhiều bài viết. Vì tôi toàn đọc báo chí Mỹ mà. Giờ tôi sẽ nói thêm về Trung Quốc (thật không may, cũng lấy tin tức từ báo chí Mỹ).
Hợp Phì (Hefei) - thuộc tỉnh An Huy - là thủ phủ lượng tử của Trung Quốc - với "Đại lộ lượng tử" nổi tiếng thế giới. Câu chuyện phát triển của Hợp Phì là điển hình cho chiến lược đầu tư của chính phủ Trung Quốc.
20 năm trước, không ai biết đến Hợp Phì trên bản đồ công nghệ, thậm chí còn chưa từng nghe tên. Ngày nay, nó là trung tâm lượng tử hàng đầu thế giới.
Hợp Phì có một vũ khí - được chính họ ví là "viên ngọc". Đó là USTC (Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc), trực thuộc Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc - một trong những trường đại học thiên về nghiên cứu mạnh nhất Trung Quốc.
Ở USTC, có một nhân vật - một con mọt sách chính hiệu - học USTC, sang Châu Âu nghiên cứu chuyên sâu, làm việc với các nhóm lượng tử khắp thế giới, trở về USTC mở phòng thí nghiệm. Tôi đang nói tới giáo sư vật lý Pan Jianwei (Phan Kiến Vỹ) - người thay đổi số phận Hợp Phì, người được báo chí thế giới gọi là "Cha đẻ của công nghệ lượng tử Trung Quốc."
Giáo sư Vỹ không chỉ quay về. Ông ấy mang theo về cả một hệ sinh thái (viện nghiên cứu, phòng thí nghiệm, doanh nghiệp, startup, nhà máy, trung tâm sản xuất thiết bị, máy tính lượng tử).
Chính phủ Trung Quốc nhanh chóng nhận ra điều đó. Họ lập tức tập trung toàn bộ nguồn lực lượng tử vào Hợp Phì. Các phòng thí nghiệm lượng tử quốc gia, viện nghiên cứu lượng tử, siêu máy tính lượng tử, nhà máy... xuất hiện san sát, ngay gần nhau.
Thành quả đến rất nhanh.
Năm 2016, giáo sư Vỹ cùng USTC chế tạo và phóng thành công Micius, vệ tinh lượng tử đầu tiên trên thế giới. Lần đầu tiên con người truyền khóa mật mã lượng tử từ không gian xuống Trái Đất, thực hiện các thí nghiệm rối lượng tử trên khoảng cách hàng nghìn kilomet.
Trung Quốc xây dựng tuyến truyền thông lượng tử Bắc Kinh ↔ Thượng Hải dài hơn 2.000 km. Đây là mạng lượng tử hoạt động thực tế lớn nhất thế giới.
Giáo sư Vỹ cũng giúp xây dựng một trong những máy tính lượng tử quang tử mạnh nhất thế giới - Jiuzhang, rồi Zuchongzhi - để cạnh tranh với máy tính lượng tử của Google, IBM.
Điều thú vị là, hầu hết các startup lượng tử Trung Quốc không đặt ở Bắc Kinh, Thượng Hải, mà lại ở Hợp Phì. Vì Hợp Phì có mọi thứ cho lượng tử: giáo sư, sinh viên, phòng thí nghiệm, viện nghiên cứu, trung tâm lượng tử, các nhà máy, các máy tính lượng tử, doanh nghiệp và các nhà đầu tư.
Đài Loan có thủ phủ bán dẫn Tân Trúc. Mỹ có thủ phủ công nghệ Silicon Valley. Trung Quốc đang cố tạo ra Hợp Phì. Đến bây giờ họ đã thành công.
Do lượng tử vẫn đang giai đoạn rất nặng R&D, hiển nhiên Mỹ đang thắng thế.
Ba chiến trường được coi là quyết định tới vị thế trong công nghệ lượng tử trong tương lai:
- Mật mã & tình báo: ai phá được mã của ai trước? Trung Quốc đang dẫn đầu về QKD, Mỹ dẫn đầu về PQC.
- Khám phá khoa học: Vật liệu mới, thuốc, AI.
- Chuỗi cung ứng: ai kiểm soát tủ lạnh, fab, laser, detector?
Nhận xét
Đăng nhận xét