Công nghệ lượng tử: Việt Nam cần chọn đúng hướng để tạo lợi thế

Đội ngũ nhân viên (áo xanh) làm việc trong nhóm sản xuất chíp lượng tử bán dẫn tại Quandela dưới sự dẫn dắt của tiến sĩ Hường, và khách mời thăm xưởng sản xuất Dr Nguyễn Lương Quang (áo trắng).

Từ thực tiễn phát triển công nghệ lượng tử tại Pháp, bà Âu Thị Hường chia sẻ những góc nhìn đáng chú ý về cơ hội, thách thức và hướng đi của Việt Nam trong lĩnh vực công nghệ chiến lược này.

Từ góc nhìn của một chuyên gia đang trực tiếp tham gia phát triển và thương mại hóa máy tính lượng tử tại Pháp, bà đánh giá thế nào về cuộc đua lượng tử toàn cầu hiện nay? Những đột phá nào sẽ quyết định khả năng đưa công nghệ này từ phòng thí nghiệm ra thực tiễn, và đâu là những lợi thế đáng chú ý của điện toán lượng tử quang tử?

Tôi cho rằng cuộc đua lượng tử trên thế giới đã bước sang một giai đoạn khác. Câu hỏi không còn đơn thuần là “ai có thể tạo ra nhiều qubit hơn?”, mà ngày càng trở thành “ai có thể xây dựng một hệ thống đủ lớn, đủ ổn định, có khả năng sản xuất và giải quyết được những bài toán thực sự hữu ích?”
Vì vậy, những đột phá quan trọng trong vài năm tới sẽ không chỉ nằm ở những kỷ lục riêng lẻ về số lượng qubit hay độ chính xác. Yếu tố quyết định sẽ là khả năng công nghiệp hóa công nghệ: mở rộng quy mô, sửa lỗi lượng tử, tích hợp hệ thống, sản xuất với độ ổn định và lặp lại cao, kết nối các bộ xử lý và cuối cùng là chứng minh được giá trị trong những ứng dụng thực tế. Khoảng cách giữa một thí nghiệm xuất sắc và một sản phẩm công nghiệp vẫn còn rất lớn.

Điện toán lượng tử quang tử có một số lợi thế đáng chú ý trong bối cảnh đó. Photon tương tác yếu với môi trường, có khả năng truyền thông tin lượng tử đi xa, đồng thời có thể tận dụng nhiều thành tựu của ngành quang học, bán dẫn và viễn thông. Nhiều thành phần từ nguồn photon, mạch quang tích hợp đến đầu thu đơn photon đang ngày càng được thu nhỏ và tích hợp.

Đặc biệt, photon là một ứng viên tự nhiên để truyền thông tin lượng tử giữa các bộ xử lý. Về dài hạn, điều này mở ra khả năng xây dựng kiến trúc lượng tử theo mô-đun và phân tán, thay vì cố gắng đặt toàn bộ hệ thống vào một thiết bị duy nhất. Có thể hình dung tương tự máy tính thông thường: sức mạnh của chiếc máy tính chúng ta sử dụng hàng ngày không chỉ nằm ở bản thân bộ xử lý, mà còn ở khả năng kết nối với những máy tính, trung tâm dữ liệu và mạng lưới lớn hơn. Với công nghệ lượng tử, khả năng kết nối các bộ xử lý cũng có thể trở thành một yếu tố quan trọng khi hệ thống mở rộng quy mô.

Cùng đồng nghiệp nhân viên hướng dẫn xử lý quy trình liên quan đến hoá chất.

Tất nhiên, quang tử vẫn còn những thách thức lớn, đặc biệt là suy hao photon và hiệu suất của các thành phần. Các nền tảng như siêu dẫn, ion bẫy, nguyên tử trung hòa hay những kiến trúc lai cũng đều có lợi thế và thách thức riêng. Vì vậy, tôi không nghĩ nên xác định quá sớm một công nghệ duy nhất sẽ “chiến thắng”.

Điều đáng chú ý hơn là công nghệ lượng tử đang chuyển dần từ một cuộc đua khoa học sang cả một cuộc đua về kỹ thuật, sản xuất và công nghiệp hóa. Điều đó cũng mở ra cơ hội cho những quốc gia chưa đi đầu về máy tính lượng tử, nếu biết lựa chọn đúng năng lực để tham gia chuỗi giá trị.

Bà vừa tham gia các hoạt động trong khuôn khổ Năm Lượng tử 2026 tại Quy Nhơn. Từ những gì quan sát và trao đổi tại đây, bà đánh giá thế nào về mức độ quan tâm, năng lực và sự sẵn sàng của Việt Nam đối với công nghệ lượng tử hiện nay?

Qua các hoạt động tại Quy Nhơn và những trao đổi với các trường đại học, viện nghiên cứu, doanh nghiệp, cơ quan quản lý và đặc biệt là các bạn trẻ, tôi thấy mức độ quan tâm của Việt Nam đối với công nghệ lượng tử đã tăng lên rõ rệt. Quan trọng hơn, lượng tử đang dần được nhìn nhận không chỉ như một lĩnh vực nghiên cứu vật lý cơ bản, mà như một công nghệ chiến lược trong tương lai.

Việt Nam có những nền tảng đáng chú ý: các nhóm nghiên cứu đã tích lũy chuyên môn ở một số lĩnh vực, một cộng đồng người Việt làm khoa học và công nghệ lượng tử ở nước ngoài khá mạnh, một thế hệ sinh viên trẻ có khả năng tiếp cận công nghệ nhanh, cùng các ngành công nghệ thông tin, viễn thông và bán dẫn đang phát triển.

Nhưng quan tâm không đồng nghĩa với sẵn sàng. Nếu phải định vị, tôi cho rằng Việt Nam đang ở giai đoạn hình thành hệ sinh thái. Năng lực đã bắt đầu xuất hiện nhưng còn phân tán, quy mô của nhiều nhóm còn nhỏ và sự kết nối giữa nghiên cứu, hạ tầng, đào tạo và doanh nghiệp chưa đủ mạnh.

Căn chỉnh hệ quang học trong kiểm tra, đo đạc, sàng lọc hiệu năng của các chip đơn photon và các giao thức lượng tử của thiết bị.

Trong bối cảnh nhân lực kỹ thuật chuyên sâu và nguồn lực đầu tư còn hạn chế, nếu các đơn vị phát triển quá riêng rẽ, chúng ta có thể vừa lặp lại đầu tư, vừa chia nhỏ những đội ngũ vốn cần được kết nối để đạt tới quy mô đủ mạnh.

Vì vậy, câu hỏi quan trọng trong giai đoạn tới không chỉ là Việt Nam đầu tư bao nhiêu cho lượng tử, mà là tổ chức và sử dụng nguồn lực đó như thế nào để tạo thành năng lực chung.

Việt Nam nên bắt đầu từ đâu nếu muốn tham gia cuộc đua lượng tử ngay bây giờ, thay vì chờ công nghệ trưởng thành hơn?

Theo tôi, không nên chờ. Nếu đợi đến khi công nghệ lượng tử hoàn toàn trưởng thành mới bắt đầu xây dựng năng lực thì phần lớn chuỗi giá trị, sở hữu trí tuệ, tiêu chuẩn công nghệ và nguồn nhân lực chủ chốt có thể đã được hình thành ở nơi khác.

Nhưng bắt đầu ngay cũng không có nghĩa là phải lập tức tự xây dựng một máy tính lượng tử hoàn chỉnh. Tôi nhìn quá trình này theo ba bước: tiếp cận - hấp thụ - làm chủ.

Tiếp cận là sử dụng những công nghệ thế giới đã có để đào tạo, nghiên cứu và thử nghiệm. Với phần mềm, chúng ta có thể sử dụng ngay các nền tảng tính toán lượng tử từ xa. Với phần cứng, nhà nghiên cứu và kỹ sư cần có cơ hội tiếp xúc trực tiếp với thiết bị và hệ thống thực.

Hấp thụ là biến sự tiếp cận đó thành năng lực của chính mình thông qua đào tạo, nghiên cứu chung, trao đổi nhân lực và hợp tác đủ sâu với những đơn vị đã có kinh nghiệm.

Làm chủ là khi chúng ta không chỉ biết sử dụng mà đã có khả năng thiết kế, cải tiến và từng bước tự phát triển những công nghệ có giá trị chiến lược.

Khảo sát, kiểm tra các thiết bị dưới kính hiển vi sau chế tạo.

Có thể hình dung rất đơn giản: sử dụng được một hệ thống là tiếp cận; hiểu, vận hành và cải tiến được nó là hấp thụ; tự phát triển được một công nghệ thành phần có giá trị là bước đầu của làm chủ.

Vì vậy, Việt Nam không cần phát triển lại mọi thứ từ đầu. Chúng ta cần học nhanh từ thế giới, nhưng phải chuyển được tri thức đó thành năng lực của Việt Nam.

Trong chuỗi giá trị của ngành lượng tử, Việt Nam có thể lựa chọn những khâu nào để tạo lợi thế cạnh tranh, thay vì dàn trải nguồn lực để làm tất cả?

Sau bước tiếp cận và hấp thụ, câu hỏi quan trọng tiếp theo là: Việt Nam nên lựa chọn làm chủ điều gì?
Tôi không cho rằng chúng ta nên đặt mục tiêu tự làm toàn bộ chuỗi giá trị lượng tử. Ngay cả những quốc gia dẫn đầu cũng phụ thuộc vào chuỗi cung ứng quốc tế. Việt Nam nên xuất phát từ những năng lực mà mình đã hoặc đang đầu tư, đặc biệt là công nghệ thông tin và phần mềm, viễn thông và bán dẫn.

Theo tôi, có ba hướng đáng cân nhắc. Thứ nhất, phần mềm, thuật toán và ứng dụng. Đây là lĩnh vực có thể bắt đầu sớm, tận dụng nguồn nhân lực công nghệ thông tin và cho phép các nhóm nghiên cứu, doanh nghiệp thử nghiệm những bài toán thực tế trên các nền tảng lượng tử hiện có.

Thứ hai, những công nghệ lượng tử có giao điểm với năng lực hiện tại của Việt Nam. Từ thế mạnh viễn thông có thể phát triển năng lực về truyền thông lượng tử; từ bán dẫn, quang học và công nghệ chế tạo có thể tiến tới quang tử tích hợp, linh kiện và thiết bị lượng tử.

Thứ ba, năng lực công nghiệp phục vụ chuỗi cung ứng lượng tử. Chế tạo, tích hợp, đóng gói, kiểm thử, điện tử điều khiển và sản xuất chuyên dụng đều có thể trở thành những mắt xích có giá trị. Nhưng muốn lựa chọn đúng những mắt xích đó, trước hết phải hiểu đủ sâu công nghệ và xu hướng phát triển của toàn hệ thống để nhận diện những nhu cầu và điểm nghẽn có giá trị trong tương lai.

Việc lựa chọn không nên dựa trên xu hướng nhất thời, mà trên những tiêu chí rõ ràng: Việt Nam đã có nền tảng gì, khoảng cách tới trình độ quốc tế còn bao xa, nhu cầu hoặc thị trường có thực sự tồn tại không, và công nghệ đó có khả năng đưa Việt Nam vào chuỗi giá trị quốc tế hay không.

Vì vậy, câu hỏi chiến lược không nên là “Việt Nam có thể tự làm được bao nhiêu thứ?”, mà là “Việt Nam có thể tạo ra lợi thế cạnh tranh ở đâu trong chuỗi giá trị lượng tử toàn cầu?”

Phân loại, đóng gói các thiết bị (trong quy trình chế tạo) cho các quy trình tiếp theo trong chuỗi sản xuất dưới dạng chip nhỏ.

Bà từng cảnh báo rằng việc các đơn vị đầu tư và phát triển riêng rẽ có thể khiến nguồn lực bị phân tán. Theo bà, một hệ sinh thái lượng tử Việt Nam cần được tổ chức như thế nào để tạo ra sức mạnh đủ lớn?

Theo tôi, cần phân biệt giữa phân tán về địa lý và phân tán về chiến lược. Việt Nam hoàn toàn có thể có nhiều trường, viện, doanh nghiệp và trung tâm ở các địa phương khác nhau cùng tham gia. Điều cần tránh là mỗi nơi cố gắng tự xây dựng một hệ sinh thái đầy đủ của riêng mình.

Khi thiết bị có chi phí cao và nhân lực kỹ thuật chuyên sâu còn hạn chế, đầu tư riêng rẽ rất dễ dẫn đến lặp lại hạ tầng không cần thiết, chia nhỏ đội ngũ và giảm hiệu quả sử dụng nguồn lực.

Vì vậy, tôi cho rằng cần có một mạng lưới lượng tử quốc gia với cơ chế điều phối chung. Điều phối không có nghĩa là tập trung tất cả vào một trung tâm hay làm mất tính tự chủ khoa học. Mỗi đơn vị vẫn có thể phát triển sâu theo thế mạnh của mình, nhưng cần nằm trong một bức tranh chung: ai làm gì, hạ tầng nào có thể dùng chung, công nghệ nào cần đầu tư chiều sâu và khoảng trống nào thực sự cần xây dựng mới.

Trong mạng lưới đó, năng lực có thể được hình dung qua năm tầng có quan hệ qua lại và được phát triển ngày càng sâu hơn:

Tầng 1 - Tiếp cận công nghệ quốc tế và xây dựng đội ngũ nòng cốt. Trong giai đoạn hạ tầng trong nước còn hạn chế, cần đưa người đến nơi đã có công nghệ và đồng thời đưa chuyên gia, chương trình đào tạo và cơ hội tiếp cận công nghệ thực về Việt Nam. Kết nối các nhóm trong nước với chuyên gia người Việt ở nước ngoài, trường, viện và doanh nghiệp quốc tế giúp rút ngắn quá trình học hỏi. Mục tiêu là hình thành đội ngũ đủ năng lực để dẫn dắt quyết định Việt Nam cần đầu tư thiết bị gì, ở đâu và cho công nghệ nào.

Tầng 2 - Thực nghiệm và hạ tầng dùng chung. Khi đã hình thành đội ngũ ban đầu, cần tạo môi trường để họ tiếp tục làm việc trong nước trên thiết bị và hệ thống thực. Những hạ tầng có chi phí cao như quang lượng tử, công nghệ nhiệt độ thấp, chế tạo, đo lường hay các nền tảng tính toán lượng tử nên được chia sẻ khi phù hợp, thay vì mỗi đơn vị đầu tư lại từ đầu.

Tầng 3 - Làm chủ công nghệ thành phần. Khi đã hiểu và vận hành được hệ thống, mới lựa chọn một số linh kiện hoặc mô-đun để phát triển chiều sâu, chẳng hạn mạch quang tích hợp, nguồn hoặc đầu thu photon, điện tử điều khiển, đóng gói hay mô-đun cảm biến. Quang lượng tử chỉ là một ví dụ; mỗi nhánh như tính toán, truyền thông hay cảm biến sẽ đi qua các tầng này với tốc độ và nhu cầu hạ tầng khác nhau.

Tầng 4 - Hạ tầng chuyên sâu và công nghiệp hóa. Đây là bước chuyển từ “làm được một thiết bị” sang “có thể chế tạo lặp lại, tích hợp, kiểm thử và sản xuất ổn định”. Khi nhu cầu công nghệ đã rõ, mới mở rộng đầu tư vào những hạ tầng chuyên dụng thực sự cần thiết, đồng thời tận dụng tối đa hạ tầng bán dẫn, quang tử, vật liệu và công nghệ cao hiện có.

Tầng 5 - Hệ thống, ứng dụng và thị trường. Các công nghệ thành phần được tích hợp thành nguyên mẫu và hệ thống, đưa vào thử nghiệm và từng bước chuyển thành sản phẩm. Doanh nghiệp và người sử dụng cần tham gia đủ sớm để cùng xác định nhu cầu và tiêu chí kỹ thuật, thay vì chỉ xuất hiện khi nghiên cứu đã hoàn tất.

Năm tầng này không phải một quy trình tuyến tính. Phản hồi từ ứng dụng và doanh nghiệp cần quay trở lại định hướng nghiên cứu, đào tạo và đầu tư hạ tầng. Đồng thời, nghiên cứu cơ bản có chiều sâu vẫn cần được duy trì vì đây là nơi có thể tạo ra những đột phá dài hạn, ngay cả khi chưa có ứng dụng hoặc sản phẩm ngay lập tức.

Một trung tâm lượng tử quốc gia với hạ tầng lớn có thể là mục tiêu quan trọng khi hệ sinh thái đủ trưởng thành. Nhưng trong giai đoạn đầu, tốc độ đầu tư thiết bị cần đi cùng tốc độ hình thành đội ngũ có khả năng khai thác chúng hiệu quả. Nếu hạ tầng phát triển nhanh hơn năng lực con người, hiệu quả đầu tư sẽ khó đạt như kỳ vọng.

Sức mạnh của hệ sinh thái không nằm ở việc mỗi nơi đều có đầy đủ mọi thứ, mà ở khả năng kết nối những thế mạnh khác nhau thành một năng lực quốc gia: tiếp cận và đào tạo → thực nghiệm → làm chủ công nghệ → công nghiệp hóa → ứng dụng và thị trường.

Nếu chỉ được lựa chọn ba việc Việt Nam phải làm ngay trong ba năm tới để không bỏ lỡ cuộc cách mạng lượng tử, bà sẽ chọn những việc gì?

Nếu chỉ được chọn ba việc, tôi sẽ tập trung vào những việc có thể tạo ra năng lực thực sự sau ba năm, thay vì cố gắng bao phủ tất cả các hướng công nghệ.

Thứ nhất, kết nối ngay nguồn lực quốc tế đồng thời xây dựng chương trình đào tạo nhân lực lượng tử trong nước. Khi hạ tầng và số lượng chuyên gia trong nước còn hạn chế, cần chủ động kết nối các nhà khoa học người Việt ở nước ngoài, các trường, viện và doanh nghiệp lượng tử hàng đầu để đưa sinh viên, kỹ sư và nhà nghiên cứu đến nơi đã có công nghệ, đồng thời đưa chuyên gia, chương trình đào tạo và cơ hội tiếp cận công nghệ thực về Việt Nam. Mục tiêu không phải phụ thuộc lâu dài vào bên ngoài, mà là dùng kết nối quốc tế để rút ngắn quá trình xây dựng năng lực nội địa.

Song song với đó, chương trình đào tạo trong nước phải mang tính liên ngành, từ vật lý lượng tử đến bán dẫn, quang tử, điện tử, phần mềm và kỹ thuật hệ thống. Đặc biệt, những người được đào tạo ở nước ngoài cần dần trở thành những hạt nhân có khả năng đào tạo lại, xây dựng nhóm và nhân rộng năng lực trong nước.

Thứ hai, xây dựng bản đồ năng lực lượng tử quốc gia và cơ chế điều phối nguồn lực. Cần biết rõ Việt Nam đang có những nhóm nào, thiết bị và hạ tầng nào, thế mạnh nằm ở đâu và khoảng trống nào thực sự cần đầu tư. Đây sẽ là cơ sở để chia sẻ hạ tầng, phân công phát triển và tránh đầu tư lặp lại không cần thiết. Bên cạnh các chỉ số học thuật, việc đánh giá cũng cần coi trọng chiều sâu khoa học, khả năng xây dựng đội ngũ và năng lực công nghệ lâu dài.

Thứ ba, lựa chọn một số chương trình trọng điểm và đưa chúng đến kết quả có thể đo lường được trong ba năm. Thay vì triển khai quá nhiều hướng nhỏ, nên lựa chọn một số bài toán phù hợp với năng lực Việt Nam và kết nối trường đại học, viện nghiên cứu, doanh nghiệp cùng các đối tác quốc tế để thực hiện. Hợp tác quốc tế cần tiến từ kết nối và thỏa thuận sang những dự án chung có đầu ra cụ thể: con người được đào tạo, tri thức được chuyển giao, nguyên mẫu hoặc ứng dụng được tạo ra.

Kết quả cuối cùng không nên chỉ được nhìn qua số lượng hội thảo, thỏa thuận hợp tác hay công bố, mà qua con người được đào tạo, năng lực công nghệ được hình thành, nguyên mẫu được tạo ra, hạ tầng thực sự được sử dụng chung và những ứng dụng được đưa vào thử nghiệm.

Theo tôi, cơ hội vẫn đang mở. Công nghệ lượng tử chưa trưởng thành đến mức mọi vị trí trong chuỗi giá trị đã được xác lập. Nhưng cửa sổ để một quốc gia xây dựng vị thế sẽ không mở mãi.
Việt Nam không cần làm tất cả ngay từ đầu, nhưng cần bắt đầu đúng, kết nối tốt và kiên trì đủ lâu để tạo ra những năng lực thực sự thuộc về mình.