Công nghệ máy tính lượng tử xu hướng công nghệ chủ lực của các cường quốc.

VNZ-NEWS
(Vn-Z.vn) Ngày 16 tháng 03 năm 2021 Theo Nikkei Asia, cuộc cạnh tranh giữa Trung Quốc và Hoa Kỳ trong lĩnh vực công nghệ cao hiện đã bước sang một giai đoạn mới. Công nghệ lượng tử sẽ trở thành một trong những công nghệ quan trọng ảnh hưởng đến khả năng cạnh tranh kinh tế trong trung và dài hạn giữa các quốc gia.

Thế hệ tiếp theo của máy tính lượng tử dự kiến sẽ làm thay đổi hoàn toàn sự phát triển vật liệu công nghiệp và y học, cũng như sử dụng trí tuệ nhân tạo, có thể bẻ khóa mã hóa trên Internet. Sự phát triển của công nghệ điện toán lượng tử có thể giải mã , bẻ khóa mật khẩu internet các quốc gia .

Nikkei Asia cho biết, trước đây Mỹ luôn dẫn đầu thế giới gần như tất cả các lĩnh vực công nghệ khác nhau . Tuy nhiên hiện Trung Quốc đang ở vị trí dẫn đầu về công nghệ lượng tử. Trung Quốc còn hợp tác với Nhật Bản và các đồng minh khác là chìa khóa cho khả năng cạnh tranh với Hoa Kỳ trong lĩnh vực này.


bangsangcheluongtu.jpg

Số lượng bằng sáng chế công nghệ lượng tử của Trung Quốc nhiều gấp đôi so với Hoa Kỳ. Một phân tích về các bằng sáng chế liên quan đến công nghệ lượng tử của Valuenex (công ty dịch vụ tư vấn và phân tích dự đoán dữ liệu lớn) cho thấy. Tổng thể, Trung Quốc có hơn 3.000 bằng sáng chế liên quan đến công nghệ lượng tử, gấp đôi so với Hoa Kỳ.



bangsangcheluongtuphancung.jpg

Về phần cứng máy tính lượng tử, Hoa Kỳ có lợi thế rõ ràng về số lượng bằng sáng chế. IBM đứng đầu với 140 bằng sáng chế, Microsoft đứng thứ 3 với 81 bằng sáng chế, Google đứng thứ 4 với 65 bằng sáng chế, và Intel đứng thứ 5 đều là các công ty Mỹ.

bangsangcheluongtuphanmem.jpg

Các bằng sáng chế liên quan đến công nghệ phần mềm điện toán lượng tử, Hoa Kỳ cũng dẫn trước các quốc gia khác, cả ba thứ hạng đều do các công ty Mỹ tiếp quản, NTT Nhật Bản đứng thứ tư và Trung Quốc Harbin Engineering đứng thứ năm.

bangsangcheluongtupgiaotiep.jpg

Nhưng trong giao tiếp lượng tử và mật mã, Nhật Bản đứng đầu . Trong số các bằng sáng chế liên quan đến phần cứng trong lĩnh vực này, chẳng hạn như thiết bị chuyển mạch quang tử, Huawei đứng thứ hai với 100 bằng sáng chế, và Đại học Bưu chính Viễn thông Bắc Kinh đứng thứ tư với 84 bằng sáng chế.

luongtutrungquoc.jpg

Các công ty Trung Quốc cũng có nhiều bằng sáng chế công nghệ phần mềm trong lĩnh vực truyền thông lượng tử và mật mã


Được biết "Sự cố Snowden" năm 2013 đã làm thế giới chú ý về truyền thông lượng tử và mật mã. Vào thời điểm đó, cựu nhân viên CIA Edward Snowden đã vạch trần các hoạt động giám sát quy mô lớn của Hoa Kỳ để thu thập thông tin tình báo. Công nghệ lượng tử được coi là bí mật công nghệ, quan trọng hơn cả.

Masahide Sasaki, nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông Quốc gia Nhật Bản, tin rằng các nhà nghiên cứu trẻ Trung Quốc từng học tập ở phương Tây đã góp phần tạo nên bước tiến đột phá của công nghệ lượng tử sau khi trở về Trung Quốc.

Năm 2016, Trung Quốc phóng thành công vệ tinh thí nghiệm khoa học lượng tử đầu tiên trên thế giới "Mozi", không dễ để đạt được bước đột phá này trong bối cảnh cạnh tranh khốc liệt trên toàn cầu.

Mozi là vệ tinh thực nghiệm khoa học, có hai mục đích chính: Một là thực hiện liên lạc an toàn lượng tử khoảng cách siêu dài giữa vệ tinh và mặt đất. Hai là đáp ứng "tính bất định vị cơ học lượng tử" lý thuyết lượng tử, cũng không thích tính bất định trong các phép đo vật lý. của Einstein. "Để thực hiện xác minh theo nghĩa chặt chẽ.

Theo tạp chí khoa học Nature, nhận xét rằng Trung Quốc đã “tiến một bước dài” trong “cuộc chạy đua không gian đặc biệt” này. Có thông tin cho rằng sau khi ra mắt "Mozi", các chỉ số hoạt động đã vượt xa mong đợi. Nhiều nhiệm vụ thử nghiệm khoa học ban đầu được lên kế hoạch hoàn thành trong vòng hai năm có thể được hoàn thành trong hai hoặc ba tháng.. Thậm chí Trung tâm An ninh Mỹ công bố trong báo cáo vào năm 2018, họ nhận thấy rằng “Trung Quốc rõ ràng đang muốn dẫn đầu… cuộc cách mạng lượng tử”.

Nhóm nghiên cứu khoa học do Pan Jianwei, viện sĩ của Học viện Khoa học Trung Quốc, là người tiên phong dẫn đầu trong lĩnh vực nghiên cứu máy tính và truyền thông lượng tử của Trung Quốc . Các bài nghiên cứu của nhóm đã nhiều lần xuất hiện trên các tạp chí học thuật hàng đầu như "Nature" và "Science".

Vào tháng 12 năm 2020, Viện sĩ Phan Kiến Vĩ (Pan Jianwei), Giáo sư Lục Triều Dương (Lu Chaoyang) của Viện Khoa học Trung Quốc cùng các đồng sự tuyên bố chế tạo thành công nguyên mẫu máy tính lượng tử với 76 quang tử (photon) mang tên "Cửu Chương". Chỉ mất 200 giây để giải thuật toán toán học Gaussian Bose , đánh bại nguyên mẫu máy tính lượng tử 53 qubit của Google.


0eRVOtU.jpg

Máy tính lượng tử "Cửu Chương" máy tính lượng tử đầu tiên trên thế giới của Trung Quốc năm 2017. (Nguồn: Chinanews)

Nếu căn cứ theo cách tính truyền thống tối ưu hiện nay, máy tính này có tốc độ lấy mẫu hạt Boson nhanh hơn siêu máy tính số một thế giới Fugaku lên tới 100.000 tỷ lần, tốc độ tính toán cũng nhanh hơn 10 tỷ lần so với nguyên mẫu máy tính lượng tử Sycamore có tốc độ xử lý 53 qubit (bit lượng tử) do hãng Google của Mỹ công bố năm 2019.

Hay nói cách khác, nhiệm vụ mà máy tính "Cửu Chương" của Trung Quốc hoàn thành trong 1 phút, thì siêu máy tính phải cần tới 100 triệu năm mới có thể làm xong.

Tác giả của "Cửu Chương" cũng là nhóm đã chế tạo ra máy tính lượng tử đầu tiên trên thế giới của Trung Quốc năm 2017. Bài luận văn về công trình mới này vừa được công bố trực tuyến trên tạp chí quốc tế Science hôm 4/12.

Máy tính lượng tử được cho là có thể thay đổi thế giới, từ chuyển đổi ngành y học và mật mã học, tới cách mạng hóa ngành thông tin và trí tuệ nhân tạo (AI), đồng thời được đánh giá là xu hướng của tương lai do được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

"Kế hoạch 5 năm phát triển kinh tế và xã hội quốc gia lần thứ 14 của Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa và Đề cương các mục tiêu dài hạn cho năm 2035" mới được công bố cho thấy Trung Quốc có kế hoạch tăng cường đầu tư vào nghiên cứu và phát triển toàn xã hội tỷ lệ trung bình hàng năm hơn 7%. Mục tiêu Trí tuệ, thông tin lượng tử, mạch tích hợp, khoa học và nghiên cứu tương tự não, gen và công nghệ sinh học, y học lâm sàng và sức khỏe, không gian , biển sâu, khám phá địa cực là 07 lĩnh vực khoa học và công nghệ hang đầu của Trung Quốc.

Nhiều quốc gia cũng tăng cường chuẩn bị cho cuộc cách mạng lượng tử.

Trong những năm gần đây, triển vọng to lớn của công nghệ thông tin lượng tử đang thu hút nhiều quốc gia đầu tư vào nghiên cứu và phát triển. Vào tháng 4 năm 2016, Liên minh châu Âu thông báo rằng họ sẽ đầu tư 1 tỷ euro để hỗ trợ công nghệ lượng tử như là dự án nghiên cứu khoa học hàng đầu thứ ba của họ sau graphene và khoa học não bộ.

Tháng 7 cùng năm, Ủy ban Khoa học và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ đưa ra báo cáo "Tiến bộ Khoa học Thông tin Lượng tử: Những Thách thức và Cơ hội Quốc gia", đề nghị tăng cường đầu tư vào khoa học Thông tin Lượng tử.

Theo phân tích của cơ quan nghiên cứu thị trường Astamuse, Hoa Kỳ đang cố gắng bắt kịp, đầu tư vào nghiên cứu liên quan đến máy tính lượng tử bắt đầu từ năm 2018 tăng gấp ba lần so với năm trước đó, vượt 200 triệu đô la Mỹ.


chinhphudualuongtu.jpg


Mục tiêu của chính phủ Hoa Kỳ là phát triển "Internet lượng tử", mạng Internet thế hệ tiếp theo có thể thực hiện truyền thông siêu an toàn.

Đồng thời, vào tháng 1 năm 2021, tạp chí Nature đã xuất bản bài báo "Mạng lưới liên lạc lượng tử kéo dài 4600 kilômét" do Giáo sư Pan Jianwei và Chen Yuao của Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc viết.

Nội dung là sử dụng các vệ tinh thí nghiệm khoa học lượng tử "Bắc Kinh-Thượng Hải" và "Mozi" liên lạc lượng tử an toàn, Trung Quốc đã thiết lập thành công mạng liên lạc lượng tử tích hợp đầu tiên trên thế giới dài 4.600 km giữa thế giới và trái đất, có thể kết nối các vệ tinh một cách hiệu quả với các vệ tinh của Trái đất.

Các vị trí được kết nối với nhiều dịch vụ như cuộc gọi video, cuộc gọi âm thanh, fax, truyền văn bản và truyền tệp đã có thể được cung cấp. Nhà phê bình của tạp chí "Nature" nhận xét rằng đây là mạng lưới phân phối khóa lượng tử lớn nhất và tiên tiến nhất trên hành tinh, nó là "thành tựu kỹ thuật khổng lồ" đối với truyền thông lượng tử.

Rõ ràng, cả Liên minh châu Âu và Hoa Kỳ đều không có ý định bị bỏ lại phía sau trong lĩnh vực máy tính lượng tử. Báo cáo "La bàn kỹ thuật số 2030" của Ủy ban châu Âu được công bố vào ngày 9 tháng 3 cho thấy các mục tiêu phát triển và chuyển đổi kỹ thuật số của EU trong mười năm tới.

Về mặt điện toán lượng tử, dự kiến đến năm 2025, châu Âu sẽ máy tính tăng tốc lượng tử đầu tiên, mở đường cho châu Âu đi đầu về khả năng lượng tử vào năm 2030.

Trước đó vài ngày, vào ngày 3 tháng 3, chính phủ Hoa Kỳ đã công bố tài liệu hướng dẫn an ninh quốc gia tạm thời: “Hoa Kỳ phải tái đầu tư vào quỹ, duy trì lợi thế công nghệ đóng vai trò hàng đầu, đề cập rằng tính toán lượng tử và trí tuệ nhân tạo sẽ có tác động rộng rãi đến nền kinh tế, quân sự, việc làm ....

Theo quan điểm của Nikkei Asia, hợp tác Nhật - Mỹ có thể là chìa khóa quyết định kết quả của cuộc đấu tranh giành quyền bá chủ công nghệ toàn cầu. Công nghệ mã hóa và truyền thông của Nhật Bản tiên tiến hơn của Hoa Kỳ. Toshiba, NEC và NTT nắm giữ gần 10% bằng sáng chế phần cứng .

Từ an ninh quốc gia, đến ngành như tài chính, bảo mật thông tin là cực kỳ quan trọng. Giao tiếp lượng tử có thể cung cấp phương tiện liên lạc an toàn hơn, giúp cải thiện đáng kể mức độ an toàn thông tin trong tương lai.

Máy tính lượng tử có khả năng tính toán cực nhanh được kỳ vọng sẽ giải quyết các vấn đề tính toán mà máy tính truyền thống khó giải quyết. Bất kể tổng số bằng sáng chế hoặc nghiên cứu tiên tiến, truyền thông lượng tử và điện toán lượng tử của các quốc gia đang trong cuộc đua đầy căng thẳng. Ở đó Trung Quốc đang vươn lên ở vị trí hàng đầu trên thế giới.

Ngày nay, công nghệ lượng tử đã trở thành công nghệ quan trọng cho các quốc gia trong 5 năm tới. Trong môi trường cạnh tranh này, việc nghiên cứu và phát triển và đổi mới liên quan đến công nghệ lượng tử sẽ còn được tăng mạnh.


Vn-Z.vn team tổng hợp từ nhiều nguồn