Nước Anh trong cuộc chạy đua lượng tử

Các khoản tài trợ khủng cho lượng tử

Bộ trưởng Bộ Khoa học Anh George Freeman đã thông báo tin mới khi tham dự chương trình Tuần lễ công nghệ Anh. Các đầu tư này được tiến hành thông qua tài trợ cho các sứ mệnh công nghệ của UKRI và được cụ thể hóa với Chương trình Các công nghệ lượng tử quốc gia đã được bắt đầu gần một thập kỷ.

Theo những thông tin ban đầu, kinh phí đầu tư 45 triệu bảng sẽ bao gồm 8 triệu bảng cho 12 dự án khai thác các công nghệ lượng tử liên quan đến vị trí, định vị và thời gian (PNT) và 6 triệu bảng cho 11 dự án liên quan đến phần mềm của máy tính lượng tử. Ngoài ra còn có 6 triệu bảng cho 19 nghiên cứu khả thi về các ứng dụng tính toán lượng tử và 25 triệu bảng cho bảy dự án công nghệ PNT tăng cường lượng tử thông qua Sáng kiến nghiên cứu cho doanh nghiệp nhỏ.

Một dự án PNT sẽ pháy triển một công nghệ cảm biến mới có thể sử dụng được ở dưới nước hoặc dưới mặt đất. Dự án này do tiến sĩ Joseph Cotter từ Đại học Hoàng gia London dẫn dắt, sẽ khai phá cách các cảm biến lượng tử có thể hình thành các hệ thống định vị toàn cầu như thế nào. Hiện tại năng lực về cảm biến lượng tử trong định vị vẫn còn bị giới hạn về năng lực định vị ở trên cao. Do đó, nhóm nghiên cứu này sẽ hợp tác với Cục Vận tải London (TfL) để thử nghiệm công nghệ mới trong hệ thống tàu điện ngầm của London.

Các dự án về tính toán lượng tử có phần mềm tăng cường sẽ hướng đến mục tiêu cải thiện hiệu suất của các máy tính lượng tử. Phó giáo sư tính toán lượng tử Aleks Kissinger của trường ĐH Oxford, một trong những người tham gia dự án này, sẽ phát triển những chương trình biên dịch lượng tử thế hệ mới có thể dịch mã do con người viết sang một thứ ngôn ngữ khác để cỗ máy lượng tử có thể hiểu và vận hành.

Các dự án về các ứng dụng tính toán lượng tử sẽ nghiên cứu việc sử dụng tính toán và học máy để giảm thiểu phát thải carbon của hàng không, phát triển việc cải thiện các phương pháp dò và giảm thiểu hiện tượng rửa tiền cũng như sáng tạo ra một máy tính lượng tử dựa trên cách tiếp cận mới để khám phá thuốc hướng đích enzyme.

“Các nhà nghiên cứu và các nhà đổi mới sáng tạo, doanh nghiệp đang tiếp tục thúc đẩy các đường biên của phát triển công nghệ lượng tử, đặt Anh vào vị trí tiên phong của lĩnh vực này”,Will Drury, giám đốc điều hành về các công nghệ số tại Innovate UK, nói. “Thông qua sự hỗ trợ và đầu tư này, chúng ta sẽ cùng hợp tác để cùng hiện thực hóa tiềm năng của công nghệ này cho nền kinh tế và xã hội Anh”.

Ông Drury cho biết, Trung tâm Máy tính lượng tử quốc gia giờ được đầu tư 30 triệu bảng để có thể rót vào các thử nghiệm máy tính lượng tử, qua đó phát triển cả một lĩnh vực chuyên về máy tính lượng tử ở Anh, hướng tới mục tiêu vào năm 2025 có thể tạo ra những cỗ máy lượng tử tiên tiến.

Một kế hoạch hoàn bị

Trong vòng 10 năm tới, các công nghệ lượng tử sẽ được cách mạng hóa nhiều khía cạnh trong đời sống của Anh và đem đến nhiều lợi ích cho nền kinh tế, xã hội Anh và cách thức Anh có thể tham gia bảo vệ môi trường sống, kế hoạch phát triển công nghệ lượng tử của Anh đã nêu như vậy ở phần mở đầu.

Giới chính trị gia Anh đã nhìn nhận ra tiềm năng to lớn của công nghệ lượng tử trong tương lai và mong muốn đưa Anh lên vị trí dẫn đầu thế giới, một phần với sự đóng góp của công nghệ lượng tử. Các công nghệ này, phần lớn hiện thời vẫn chỉ trong ý tưởng hoặc ở dạng kết quả nghiên cứu khoa học cơ bản, nhưng một ngày nào đó sẽ trở thành hiện thực và giải quyết được những vấn đề phức tạp mà hiện không thể giải quyết được bằng máy tính cổ điển hiệu năng cao, qua đó cho phép Anh chạm đến những đường biên mới về cảm biến, thời gian, hình ảnh và truyền thông. Theo cách đó, các công nghệ lượng tử có thể đem lại những giải pháp hoàn toàn có thể cho những thách thức xã hội hiện hữu và có lẽ thú vị nhất là đưa ra cơ hội khám phá những năng lực mới. Điều này sẽ giúp cải thiện cuộc sống, định hướng tăng trưởng kinh tế, tạo ra nhiều việc làm và khiến mọi người thêm an toàn.

Đây không phải là những lời dự đoán suông bởi công nghệ lượng tử có thể đem lại những giải pháp vô cùng hữu hiệu trong nhiều trường hợp. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra các máy tính lượng tử có thể cách mạng hóa hệ thống chăm sóc sức khỏe của chúng ta – từ việc cải thiện một cách đáng kinh ngạc những kỹ thuật mới phát triển thuốc để đem lại những điều trị cá nhân hóa cho một cá nhân trên cơ sở các nhân tố di truyền và môi trường sống. Đó là cách thức hiện nay đang được áp dụng để chăm sóc và điều trị nhưng mới ở quy mô nhỏ do những giới hạn của công nghệ hiện hành.

Bên cạnh đó, máy tính lượng tử cũng có thể giúp quản lý, điều phối và đem lại cách thức vận hành tốt nhất cơ sở hạ tầng năng lượng quốc gia và thậm chí gia tốc con đường tự động hóa và những ứng dụng AI mới. Đây cũng là cách để Anh đạt được các mục tiêu phát triển bền vững của Liên Hợp Quốc thông qua cải thiện các tấm pin mặt trời cũng như cắt giảm nhu cầu điện năng của các trung tâm dữ liệu. Các nhà kinh tế ước tính, trong khoảng ba đến năm năm tới, máy tính lượng tử có thể đem lại lợi nhuận từ 5 đến 10 tỷ USD ở quy mô thế giới và gia tăng con số này lên tới 450 đến 850 tỷ USD trong vòng 15 đến 30 năm tới.

Ở thế mạnh cảm biến và hình ảnh lượng tử, công nghệ này có thể đem lại những lợi thế chưa từng biết đến trước đây là những gì nằm dưới mặt đất, qua đó có thể giúp tiết kiệm hàng tỷ USD về giám sát môi trường và các dự án xây dựng quy mô lớn, đồng thời mở ra những cánh cửa mới cho việc giảm thiểu phát thải khí nhà kính, giám sát và theo dõi sự lan truyền của bệnh dịch mà mắt người không thể quan sát được. Dự tính, các cảm biến lượng tử có thể tạo ra ít nhất 5 triệu USD doanh thu vào năm 2030.

Ở cấp độ cao hơn, các đồng hồ lượng tử và truyền thông lượng tử có thể giúp Anh phát triển các năng lực định vị mới mà không cần đến sự hỗ trợ vệ tinh, đem đến sự bền vững hơn cho vận tải đường sắt, thông tin liên lạc và các dịch vụ hỗ trợ trong hoàn cảnh nguy cấp cũng như bảo đảm an toàn an ninh cho mạng lưới truyền thông toàn cầu khỏi sự dòm ngó của tin tặc. Riêng ở công nghệ truyền thông lượng tử có thể đem lại 8 tỉ USD doanh thu vào năm 2030.

Hiện nay không riêng gì Anh mà có rất nhiều cường quốc đầu tư phát triển các công nghệ lượng tử như Mỹ, Pháp, Canada, Đức, Hà Lan… và bắt đầu sử dụng những kết quả mới trong nhiều lĩnh vực kinh tế xã hội. Trong tương lai, công nghệ lượng tử sẽ giúp họ có những thăng tiến vô cùng lớn về sản xuất, tăng trưởng kinh tế, y tế, an ninh quốc gia và sức chống chịu trước biến đổi khí hậu. Điều này có nghĩa là lượng tử là một công nghệ được các chính phủ ưu tiên và có tầm quan trọng với mỗi quốc gia ở các khía cạnh quan trọng khác nhau như tăng trưởng kinh tế, an ninh kinh tế, an ninh quốc gia và quốc phòng.