Đức khẳng định quyết tâm trên đường đua lượng tử

Bộ trưởng Bộ Giáo dục và nghiên cứu Đức Anja Karliczek mới đây đã công bố, Đức sẽ đầu tư 2 tỉ euro cho công nghệ lượng tử và các công nghệ liên quan trong vòng năm năm, với mục tiêu Đức sẽ có được một máy tính lượng tử trong vòng năm năm, song song với việc tăng cường mạng lưới các công ty đủ năng lực để phát triển các ứng dụng của công nghệ lượng tử.

Kế hoạch của Đức do 16 chuyên gia của ngành công nghiệp và lĩnh vực hàn lâm được chính phủ lựa chọn lập ra. Họ đã vẽ ra một lộ trình phát triển máy tính lượng tử, thiết lập con đường cạnh tranh lượng tử. Sự chú ý của Đức vào máy tính lượng tử cũng là dễ hiểu bởi những máy tính của thế hệ đương đại lưu trữ dữ liệu và thực hiện các phép tính với một loạt các bit 0 và 1 trong khi máy tính lượng tử thì có sức tính toán vượt trội khi sử dụng các bit lượng tử có thể tồn tại cả 1 và 0 cùng thời điểm.

Đặc tính này của công nghệ lượng tử dự kiến sẽ dẫn đến sự ra đời của một dạng các loại máy tính mới có năng lực mô phỏng và tính toán chưa từng thấy từ trước cho đến nay. Các nhà nghiên cứu dự đoán, một số loại máy tính lượng tử được sản xuất ở quy mô công nghiệp sẽ sẵn sàng trong thập kỷ tới.

Kế hoạch phát triển công nghệ lượng tử của Đức là kế hoạch mới nhất so với một loạt đầu tư công của các chính phủ trên khắp thế giới. Vào đầu năm nay, Chính phủ Pháp loan báo một chiến lược đầu tư 1,8 tỉ euro để thúc đẩy nghiên cứu máy tính, cảm biến, mật mã, truyền thông lượng tử và các thiết bị lượng liên quan. Kế hoạch này do Tổng thống Pháp Emmanuel Macron công bố vào ngày 22/1, tăng cường đầu tư công vào công nghệ lượng tử từ 60 triệu euro mỗi năm lên tới 200 triệu euro mỗi năm, góp phần đưa Pháp vào vị trí thứ ba thế giới sau Trung Quốc và Anh, trong việc rót tiền vào lượng tử.

Ở Brussels, Ủy ban châu Âu cam kết rót hơn một tỉ euro cho nghiên cứu lượng tử trong vòng 10 năm tới. Anh đầu tư một tỉ bảng thông qua các đầu tư công và tư cho chương trình Công nghệ lượng tử quốc gia để hỗ trợ thương mại các nghiên cứu hàn lâm, trong đó một ví dụ là phát triển các cảm biến lượng tử cho những giám sát hoạt động não không xâm lấn hoặc cho việc vẽ bản đồ các cơ sở hạ tầng ngầm.

VTT - Trung tâm Nghiên cứu công nghệ của Chính phủ Phần Lan, loan báo một kế hoạch có kinh phí 20 đến 25 triệu euro để xây dựng máy tính lượng tử 5 qubit đầu tiên của mình như cơ sở để cải thiện năng lượng nghiên cứu và khuyến khích phát triển và ứng dụng công nghệ lượng tử trong nhiều lĩnh vực khác nhau của cảm biến lượng tử.

Tuy nhiên các quốc gia này đã chậm chân hơn Mỹ. Vào năm 2018, Tổng thống Mỹ Donald Trump đã ký đạo luật Sáng kiến lượng tử quốc gia và cam kết cung cấp 1,2 tỉ USD (tương đương 1,06 tỉ euro) trong vòng năm năm cho nghiên cứu về “việc sử dụng nguyên lý của vật lý lượng tử dành cho lưu trữ, vận chuyển, điều khiển hoặc đo đạc thông tin”. Sáng kiến này khởi động khi tình báo Mỹ lo ngại về sự vượt trội của Trung Quốc ở lĩnh vực công nghệ lượng tử, theo một báo cáo vào tháng 1/2019. Báo cáo này cho rằng “việc phát triển một máy tính lượng tử quy mô lớn, ngày cả 10 năm hay nhiều năm hơn trong tương lai, có thể sẽ đặt thông tin nhạy cảm được mã hóa với các thuật toán đang được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay vào nguy cơ bị giải mã tăng lên rất nhiều”.

Mỹ lo ngại là bởi Trung Quốc đã đạt được thành công khi phóng “vệ tinh lượng tử” đầu tiên có khả năng xử lý các cuộc gọi video được mã hóa vào năm 2016 và sẽ mở Phòng thí nghiệm quốc gia Khoa học Thông tin Lượng tử trị giá 9 tỉ euro vào cuối năm nay. Dự án của họ đã bám sát một thế kỷ nghiên cứu vật lý lý thuyết vào cách một hạt lượng tử có thể được quan sát trong hai trạng thái ở cùng một thời gian (chồng chập lượng tử) hoặc cảm nhận được bất cứ thay đổi nào về điều kiện trạng thái của hạt khác dù ở khoảng cách xa (tính chất rối lượng tử).

Các công ty lớn cũng không chịu kém cạnh. Tháng 10 năm ngoái, Google đã tuyên bố đạt được “uy quyền lượng tử” - điểm mà tại đó một máy tính lượng tử có thể làm được điều mà máy tính thông thường không làm được. Trong bài báo trên Nature, các nhà nghiên cứu Google đã tường thuật là Sycamore, một máy tính lượng từ 53 qubit của họ đã giải quyết được bài toán trong vòng 3 phút 20 giây mà nếu Summit, siêu máy tính có năng lực tính toán hàng đầu thế giới của IBM, thực hiện phải mất 10.000 năm. Tuy nhiên sau đó thì IBM phản hồi là quãng thời gian này chỉ là 2,5 ngày.

Có thể đây là một trong những lý do mà Đức đã nghĩ đến IBM để mở hợp tác về lượng tử.

Thông qua kế hoạch đầu tư lượng tử này, Đức muốn nắm chắc được chủ quyền công nghệ và đặt sự tự cường của châu Âu vào trọng tâm của nhiệm kỳ chủ tịch Hội đồng EU hiện nay do bà Ursula Von der Leyen, người Đức, làm chủ tịch.

Sau khi bị Trung Quốc mua lại một số công ty kỹ thuật, một trong số đó là nhà sản xuất thiết bị Trung Quốc Midea tiếp quản nhà sản xuất robot công nghiệp Kuka Robotics, Đức đã có các quy định chặt chẽ hơn về việc chuyển giao công ty cho các công ty công nghệ ngoài EU, bao gồm cả các công ty về công nghệ lượng tử.

Tuy nhiên, để hỗ trợ việc này thì người Đức cần phải có những hỗ trợ nền tảng khác. Ví dụ không đủ người hiểu biết về tiềm năng của công nghệ lượng tử, theo nhận xét của Wilk. Dẫu Đức mạnh về nghiên cứu lượng tử thì những hiểu biết cần thiết về những lĩnh vực liên quan hỗ trợ nó vẫn vô cùng cần thiết. “Anh cần các kỹ sư điện để thiết kế các chip theo cách để máy tính hiệu quả hơn”, Wilk nêu ví dụ.

Giới hạn của hiểu biết khiến người ta khó có thể thu hút được vốn đầu tư của ngành công nghiệp. “Một trong những thách thức lớn với các nhà đầu tư là rót tiền vào các startup công nghệ”, Niamah Schütter, sáng lập và CEO của Avanetix, một nhà cố vấn logistics ở Berlin sử dụng máy tính lượng tử, nhận xét.

Bức tranh đầu tư mạo hiểm trong lĩnh vực này ở châu Âu mới xuất hiện. Nếu Đức muốn vượt lên thúc đẩy các ứng dụng nghiên cứu về công nghệ lượng tử thì chỉ có thể bắt đầu với một tác động lớn. Mới đây công ty tư vấn McKinsey ra một báo cáo về máy tính lượng tử, cho rằng chỉ có thể tạo ra giá trị thương mại đáng kể cho ngành công nghiệp vào cuối những năm 2020. Wilk tin là Đức có tiềm năng lớn với sự hỗ trợ của chính phủ, các chương trình đào tạo và một mạng lưới các nhà nghiên cứu giỏi, tuy nhiên cảnh báo không nên nghĩ rằng bất kỳ quốc gia nào cũng có thể dẫn đầu ở giai đoạn đầu: “Vẫn chưa rõ công nghệ nào sẽ thực sự chiến thắng trong cuộc đua, vì vậy người ta phải đầu tư vào các công nghệ khác nhau”.