Mỹ 'làm nóng' cuộc đua lượng tử, đặt mục tiêu có siêu máy tính lượng tử trước năm 2028

Theo Nhà Trắng, các sắc lệnh mới tập trung vào hai hướng chính: Thúc đẩy phát triển các công nghệ lượng tử thế hệ mới và chuẩn bị năng lực phòng thủ trước những rủi ro an ninh mạng mà chính công nghệ này có thể tạo ra trong tương lai. 

Giám đốc Văn phòng Chính sách khoa học và công nghệ Nhà Trắng Michael Kratsios cho biết chính quyền Mỹ tin tưởng mục tiêu xây dựng máy tính lượng tử hiệu năng cao có thể đạt được vào năm 2028.

Máy tính lượng tử được xem là một trong những công nghệ nền tảng của kỷ nguyên số mới. Không giống máy tính truyền thống xử lý thông tin bằng bit nhị phân, máy tính lượng tử sử dụng các qubit dựa trên nguyên lý cơ học lượng tử, cho phép thực hiện đồng thời nhiều phép tính phức tạp. Nhờ đó, công nghệ này có tiềm năng tạo ra những bước đột phá trong trí tuệ nhân tạo, khoa học vật liệu, hóa học, y sinh và nhiều lĩnh vực chiến lược khác.

Tuy nhiên, sức mạnh tính toán vượt trội của máy tính lượng tử cũng đặt ra thách thức lớn đối với an ninh mạng. Các chuyên gia cảnh báo trong tương lai, những cỗ máy lượng tử đủ mạnh có thể phá vỡ nhiều phương thức mã hóa hiện đang được sử dụng để bảo vệ dữ liệu, giao dịch tài chính và các hạ tầng trọng yếu trên toàn thế giới.

Để chủ động ứng phó, một trong các sắc lệnh của Tổng thống Trump yêu cầu đẩy nhanh lộ trình chuyển đổi các hệ thống công nghệ thông tin quan trọng của chính phủ Mỹ sang các phương thức mã hóa hậu lượng tử trong giai đoạn 2030-2031. Đây được xem là bước chuẩn bị cần thiết nhằm bảo vệ dữ liệu và hạ tầng số trước nguy cơ tấn công bằng công nghệ lượng tử trong tương lai.

Bên cạnh máy tính lượng tử, Washington cũng đặt kỳ vọng lớn vào các ứng dụng cảm biến lượng tử. Theo chỉ đạo mới, Bộ Quốc phòng Mỹ được yêu cầu triển khai các hệ thống cảm biến lượng tử từ năm 2028. Công nghệ này có thể hỗ trợ máy bay định vị và dẫn đường trong môi trường tín hiệu GPS bị gây nhiễu hoặc vô hiệu hóa. Khi tích hợp trên vệ tinh, cảm biến lượng tử còn có khả năng phát hiện các hoạt động ngầm dưới lòng đất như đường hầm quân sự hay hầm chứa tên lửa.

Các sắc lệnh mới được ban hành trong bối cảnh Mỹ gia tăng đầu tư cho ngành công nghiệp lượng tử. Trước đó, Bộ Thương mại Mỹ đã công bố kế hoạch đầu tư 2 tỷ USD vào 9 công ty công nghệ lượng tử, trong đó có một liên doanh mới của IBM. Đồng thời, các cơ quan liên bang được yêu cầu xây dựng kế hoạch triển khai các mạng lưới và cảm biến ứng dụng công nghệ lượng tử trong vòng 5 năm tới.

Ngoài việc tăng cường năng lực trong nước, chính quyền Mỹ cũng nhấn mạnh yêu cầu hợp tác quốc tế nhằm bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ và bảo đảm an toàn chuỗi cung ứng công nghệ. Theo giới quan sát, những động thái mới cho thấy cuộc cạnh tranh lượng tử giữa Mỹ và Trung Quốc đang bước sang giai đoạn quyết liệt hơn khi cả hai nền kinh tế lớn nhất thế giới đều coi đây là công nghệ chiến lược có khả năng định hình cán cân sức mạnh khoa học, kinh tế và quân sự trong nhiều thập kỷ tới.

Trong khi đó, Trung Quốc cũng liên tục đạt những bước tiến đáng chú ý. Mới đây, nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) công bố nguyên mẫu máy tính lượng tử quang tử Jiuzhang 4.0. 

Theo nhóm nghiên cứu, hệ thống này chỉ mất khoảng 25 micro giây để giải quyết một bài toán lấy mẫu boson Gaussian, trong khi siêu máy tính mạnh nhất hiện nay của Mỹ cần thời gian lên tới 10^42 năm để thực hiện cùng nhiệm vụ. Dù đây là phép thử chuyên biệt chưa phản ánh năng lực tính toán tổng thể, kết quả vẫn cho thấy tốc độ phát triển rất nhanh của công nghệ lượng tử trên toàn cầu.

Sự tăng tốc đồng thời của Mỹ và Trung Quốc cho thấy điện toán lượng tử đang trở thành một mặt trận cạnh tranh công nghệ mới, bên cạnh trí tuệ nhân tạo, bán dẫn và công nghệ không gian. Quốc gia giành lợi thế trong lĩnh vực này có thể tạo ra những đột phá quan trọng về kinh tế, quốc phòng và năng lực đổi mới sáng tạo trong tương lai.

An Bình