Công nghệ lượng tử và những vấn đề đặt ra với an ninh mạng

Đã trở thành ngành công nghiệp chiến lược

Công nghệ lượng tử đã trở thành một ngành công nghiệp mang tầm vóc chiến lược tỷ USD. Ảnh minh họa: VnEconomy

Công nghệ lượng tử là lĩnh vực tiên tiến khai thác các hiện tượng kỳ lạ của vật lý lượng tử (ở cấp độ nguyên tử/hạ nguyên tử) để tạo ra các ứng dụng thực tế.

Nó vượt xa các giới hạn của công nghệ truyền thống nhờ các nguyên lý cốt lõi gồm chồng chập (hạt có thể ở nhiều trạng thái cùng lúc) và rối lượng tử (các hạt liên kết chặt chẽ với nhau dù cách xa không gian)…

Những hiện tượng này giúp các hệ lượng tử có khả năng xử lý thông tin theo cách hoàn toàn khác với máy tính cổ điển và năng lực tính toán chính là một trong nhiều ý nghĩa chiến lược của công nghệ lượng tử.

Các cường quốc trên thế giới như Hoa Kỳ, Nga, Trung Quốc, Liên minh châu Âu (EU) đã đầu tư hàng tỷ USD cho việc làm chủ công nghệ lượng tử và chuẩn mật mã hậu lượng tử PQC (mã hóa kháng lượng tử). Năm 2024, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ quốc gia Hoa Kỳ (NIST) đã ban hành các tiêu chuẩn PQC đầu tiên...

Đáng chú ý, số liệu mới nhất của Mc Kinsey cho thấy, dòng vốn đầu tư toàn cầu vào công nghệ lượng tử đã tăng vọt từ mức 2 tỷ USD vào năm 2024 lên 12,6 tỷ USD trong năm 2025; đã có hơn 300 công ty trên toàn cầu bước vào triển khai các công nghệ này, mang lại mức doanh thu vượt ngưỡng 1 tỷ USD.

Theo các chuyên gia, công nghệ lượng tử không còn là những khái niệm xa vời trên nghiên cứu, mà đã trở thành một ngành công nghiệp mang tầm vóc tỷ USD. Trong tương lai, máy tính lượng tử có thể giải quyết những bài toán mà siêu máy tính hiện nay không thể xử lý được. Ví dụ, trong lĩnh vực vật liệu học, công nghệ lượng tử cho phép mô phỏng chính xác cấu trúc điện tử của vật liệu để thiết kế các loại vật liệu mới phục vụ công nghiệp bán dẫn, năng lượng tái tạo hay hàng không vũ trụ.

Khi máy tính lượng tử đạt tới quy mô đủ lớn, nhiều thuật toán mã hóa hiện nay có thể bị phá vỡ trong thời gian rất ngắn. Sự phát triển của máy tính lượng tử cùng với trí tuệ nhân tạo (AI) đe dọa nghiêm trọng các hạ tầng quan trọng quốc gia vốn đang sử dụng thuật toán mật mã khóa công khai. Nguy cơ lớn nhất không chỉ là việc giải mã tức thời, mà là "thu thập trước, giải mã sau" của các cơ quan tình báo và tổ chức tội phạm mạng.

Điều đó tạo ra thách thức rất lớn đối với an ninh mạng và chủ quyền dữ liệu cũng như yêu cầu cấp bách trong việc triển khai ngay lập tức các giải pháp bảo mật kháng lượng tử. Chính vì vậy, nhiều quốc gia đã xem công nghệ lượng tử là một phần của chiến lược an ninh quốc gia.

Thách thức đối với hạ tầng mật mã quốc gia

Ông Đỗ Ngọc Duy Trác, Tổng Giám đốc kiêm nhà sáng lập VinCSS. Ảnh: T. Huệ

Theo ông Đỗ Ngọc Duy Trác, Tổng giám đốc kiêm nhà sáng lập VinCSS, thế giới hiện tại đã bước vào làn sóng thứ ba, kỷ nguyên của trí tuệ tổng hợp và công nghệ lượng tử. Năng lực tính toán đủ sức tái định hình toàn bộ nền tảng nhân loại. Các hệ thống mật mã hiện nay, vốn được xem là bất khả xâm phạm đối với máy tính truyền thống, sẽ trở nên vô dụng trước năng lực tính toán của thế hệ máy tính lượng tử.

Cũng theo phân tích của ông Đỗ Ngọc Duy Trác, Mỹ và Trung Quốc, hai quốc gia đang dẫn đầu cuộc đua công nghệ lượng tử, đã đầu tư rất lớn và có chiến lược phát triển dài hạn, toàn diện từ hạ tầng, nhân lực đến hệ sinh thái. Cuộc đua lượng tử này không đơn thuần về mặt khoa học, mà chính là cuộc chiến định hình lại vị thế địa chính trị và chủ quyền công nghệ của thế kỷ XXI.

Do vậy, nếu không có sự chuẩn bị từ trước, hệ thống tài chính toàn cầu, các mạng lưới tiền điện tử và đặc biệt là hệ thống dữ liệu, hạ tầng trọng yếu của các quốc gia sẽ rơi vào tình trạng nguy hiểm.

Từ bức tranh biến động đó, Tổng giám đốc VinCSS đề xuất, chính phủ, các cơ quan, tổ chức phải hành động ngay lập tức, chuyển đổi sang hệ thống "mã hóa kháng lượng tử", đồng thời tập trung phát triển nguồn nhân lực chuyên sâu cũng như nâng cấp hạ tầng công nghệ.

Cùng quan điểm, ông Hồ Văn Hương, Phó Trưởng ban Cơ yếu Chính phủ cho biết, các hệ thống thông tin trọng yếu của Đảng, Nhà nước, lực lượng vũ trang, ngoại giao, viễn thông, tài chính - ngân hàng, y tế... đang sử dụng rất nhiều giải pháp bảo mật. Việc bảo vệ các hệ thống này trước thách thức lượng tử phải được xác định là ưu tiên cao nhất trong hạ tầng mật mã quốc gia.

Cũng theo Thiếu tướng Hồ Văn Hương, với vai trò là cơ quan mật mã quốc gia, Ban Cơ yếu Chính phủ đã chủ động nghiên cứu công nghệ lượng tử và AI từ sớm.

Đến nay, Việt Nam đã nghiên cứu và phát triển thuật toán chữ ký số hậu lượng tử đồng thời đang xây dựng hệ thống mật mã hậu lượng tử bảo vệ các hệ thống thông tin trọng yếu. Cùng với đó, Ban Cơ yếu Chính phủ cũng được giao xây dựng Đề án phát triển hệ thống mật mã kháng lượng tử của Việt Nam giai đoạn 2026-2030.

Thời gian tới, các cơ quan liên quan phải tiếp tục nghiên cứu sâu hơn, bài bản hơn, chiến lược hơn để xây dựng và hoàn thiện đề án phát triển công nghệ lượng tử tại Việt Nam, phục vụ phát triển đất nước, với yêu cầu tự chủ chiến lược.