Trung Quốc có đạt được bước nhảy vọt lên 'vị thế tối cao lượng tử' không?

Ảnh minh họa.

Cuộc đua lượng tử đang nóng lên

Tháng trước, Mỹ và Australia đã ký một thỏa thuận chính thức về công nghệ lượng tử và khoa học thông tin, nhấn mạnh việc trao đổi kỹ năng và phát triển trong lĩnh vực này nhằm bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ cũng như xây dựng môi trường nghiên cứu an toàn và bảo mật. Đồng thời nhấn mạnh sự tập trung vào công nghệ lượng tử để hai quốc gia hợp tác phát triển và thiết lập các tiêu chuẩn kỹ thuật thúc đẩy khả năng tương tác, đổi mới và minh bạch.

Chủ tịch Tập Cận Bình đã thiết lập một chiến lược quốc gia để Trung Quốc trở nên tự chủ về công nghệ và vượt qua Mỹ để trở thành quốc gia dẫn đầu toàn cầu về các công nghệ quan trọng và mới nổi. Trọng tâm của vấn đề này là đổi mới và nghiên cứu lượng tử. Ngoài việc phân bổ vốn cho một dự án lượng tử dài hạn lớn, ông Tập cũng tuyên bố thành lập Phòng thí nghiệm Quốc gia về Khoa học Thông tin Lượng tử.

Một thành tựu của các nhà khoa học Trung Quốc, được công bố trong tháng này, hỗ trợ sự phát triển của đất nước trong lĩnh vực công nghệ lượng tử. Mạng liên lạc lượng tử trong không gian, sử dụng vệ tinh lượng tử để bảo vệ lưới điện quốc gia chống lại sự cố mất điện và các cuộc tấn công đường dài khác.

Đây là một bước tiến vượt bậc trong việc xây dựng các mạng truyền thông an toàn sử dụng khoa học và công nghệ lượng tử. Từ đó nhấn mạnh những bước tiến của Trung Quốc trong lĩnh vực này và lợi thế mà Trung Quốc đã đạt được so với các đối thủ cạnh tranh trong những năm gần đây.

Chinh phục vị trí “siêu cường lượng tử”

Năm 2008, Pan Jianwei - được ca ngợi là “cha đẻ của lượng tử” - trở về Trung Quốc với hy vọng tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu lượng tử trong nước. Pan đã thành lập một phòng thí nghiệm tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) nhằm đạt được những đột phá về lượng tử.

Điều này đã mở ra một cuộc cách mạng lượng tử, với các dự án nghiên cứu sâu rộng về khoa học lượng tử đang hình thành. Sự tập trung vào truyền thông lượng tử đã dẫn đến các hệ thống mật mã và viễn thông tiên tiến được phát triển bởi cộng đồng khoa học ở Trung Quốc.

Đường dây liên lạc Bắc Kinh - Thượng Hải, khai trương vào năm 2017, là kết quả của nghiên cứu lượng tử này. Nó đã được mô tả là đường dây liên lạc không thể cắt đứt dài nhất thế giới. Mặc dù không phải là một kết nối lượng tử được thực hiện đầy đủ, đường truyền được chia thành nhiều nút dựa trên khoảng cách di chuyển của mỗi photon trước khi chống lại tiếng ồn, điều này cung cấp mức độ bảo mật cao.

Trung Quốc cũng đã phóng vệ tinh lượng tử đầu tiên trên thế giới vào năm 2016, đẩy lên quỹ đạo cao hơn để phủ sóng rộng hơn nhằm phát triển internet lượng tử. Chương trình vệ tinh được bắt đầu với hy vọng đảm bảo thông tin liên lạc giữa các tiền đồn quân sự, đại sứ quán, cơ quan chính phủ và các tổ chức tài chính. Những tiến bộ này đã đưa Trung Quốc trở thành nhà lãnh đạo toàn cầu trong lĩnh vực truyền thông lượng tử một cách hiệu quả.

Xét về điện toán lượng tử và các ứng dụng của nó, Trung Quốc đứng sau Mỹ về cả đầu tư và ưu thế công nghệ cho đến năm nay. Sự ra mắt của Zuchongzhi 2, một máy tính lượng tử do Trung Quốc sản xuất vượt qua tốc độ và sức mạnh tính toán của Sycamore, máy tính lượng tử của Google, cho thấy điều đó đã thay đổi.

Ngoài ra còn có một cải tiến lớn đối với máy tính lượng tử quang tử của USTC, nâng số lượng tử phát hiện được từ 76 lên 113. Sở hữu hai trong số những máy tính nhanh nhất thế giới, Trung Quốc là quốc gia duy nhất đạt được lợi thế lượng tử trong cả điện toán lượng tử quang tử và siêu dẫn.

Với việc Trung Quốc đang dẫn đầu trong cuộc đua lượng tử, có những lo ngại về việc chính phủ Trung Quốc sẽ vũ khí hóa các công nghệ lượng tử quan trọng cho các mục đích quân sự. Điều này có nghĩa là quân đội Trung Quốc có thể phát triển các khả năng vô hiệu hóa nhiều công nghệ quân sự tấn công và phòng thủ của các đối thủ.

Một công ty Trung Quốc tuyên bố đã phát triển radar lượng tử, có khả năng xác định loại máy bay và vũ khí mà nó mang theo. Điều này có thể khiến công nghệ tàng hình trở nên vô dụng. Trong khi đó, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã báo cáo về sự phát triển của một máy dò tàu ngầm lượng tử sử dụng các cảm biến có độ nhạy cao được gọi là thiết bị giao thoa lượng tử siêu dẫn (Squids). Nó có khả năng phát hiện tàu ngầm từ rất xa, tạo ra hạn chế cho các lực lượng đối lập.

Nếu những công nghệ này hoạt động, như đã tuyên bố, sẽ có một mối đe dọa sắp xảy ra về việc Trung Quốc giành được lợi thế lượng tử quân sự. Điều này có thể vẽ nên một bức tranh ảm đạm cho những ai nghĩ rằng năng lực lượng tử của Trung Quốc chỉ là cường điệu.

Thách thức nào đang “ngáng chân” Trung Quốc ?

Nhưng những thách thức mang tính hệ thống vẫn còn trước khi Trung Quốc thực sự có thể được xếp vào hàng siêu cường lượng tử. Trung Quốc có thể sở hữu máy tính lượng tử nhanh nhất thế giới, nhưng vẫn chưa có ứng dụng hữu ích trong thế giới thực của hệ thống này. Tỷ lệ lỗi cao cũng đã được báo cáo trong các máy tính lượng tử, có nghĩa là hệ thống hiệu chỉnh của chúng cần phải trở nên hiệu quả hơn.

Ngoài ra còn có vấn đề duy trì một môi trường nhiệt độ thấp - thường gần với độ không tuyệt đối - để nghiên cứu lượng tử đáng tin cậy. Các công ty Trung Quốc vẫn đang trong quá trình phát triển máy làm mát để giải quyết vấn đề này.

Một khoảng cách về tài năng khoa học giữa Trung Quốc và phương Tây vẫn chưa được bắc cầu. Trung Quốc cũng phải đối mặt với các lệnh trừng phạt và cấm vận đối với thiết bị bán dẫn, vốn rất quan trọng đối với những đột phá trong công nghệ lượng tử. Với việc đất nước vẫn đang phát triển các dây chuyền sản xuất và lắp ráp để sản xuất chất bán dẫn tiên tiến, điều này có thể làm tê liệt hy vọng thống trị ngành công nghiệp lượng tử của Trung Quốc.

Trung Quốc đã đạt được tiến bộ đáng kể trong việc xây dựng hệ sinh thái lượng tử của mình. Với việc nghiên cứu lượng tử do nhà nước thúc đẩy và tập trung trong một số phòng nghiên cứu của trường đại học, kinh phí do chính phủ Trung Quốc cung cấp luôn ở mức cao. Điều này đã mang lại những đột phá quan trọng.

Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức trước khi Trung Quốc có thể được tuyên bố là người chiến thắng chính thức trong cuộc đua lượng tử. Nó có thể chưa đạt được ưu thế lượng tử, nhưng nó đang trên đường đạt được điều đó.

Yên Huỳnh