Nhật Bản tham gia cuộc đua máy tính lượng tử với Mỹ, Trung Quốc

[sunshine1104]

Mỹ và Trung Quốc dẫn đầu thế giới về công nghệ điện toán lượng tử, nhưng Nhật Bản cũng đang đặt mục tiêu tự chủ trong lĩnh vực này.

Theo Nikkei, Nhật Bản hiện tập trung vào nghiên cứu cơ bản tại các trường đại học, nhưng sẽ có tầm nhìn xa hơn thông qua những biện pháp hỗ trợ cho công ty khởi nghiệp. Để hiện thực hóa, ngày 24/1, hội đồng chuyên môn về điện toán lượng tử đã được thành lập để xác định mục tiêu và vạch ra các chiến lược. Nội dung kế hoạch dự kiến được chính phủ nước này phê duyệt vào tháng 6.

Nguyên mẫu máy tính lượng tử tại Viện nghiên cứu Riken của Nhật Bản. Ảnh: Takaki Kashiwabara

Các công ty Nhật đã sử dụng mật mã lượng tử để truyền dữ liệu với mức độ an toàn cao. Trong đó, Toshiba, NEC và Nomura Holdings thông báo giữa tháng 1 đã ứng dụng thành công công nghệ truyền dữ liệu dùng trong giao dịch chứng khoán.

Tuy vậy, trở ngại của việc đưa công nghệ lượng tử thành lĩnh vực áp dụng rộng rãi là chi phí. Việc mã hóa lượng tử đòi hỏi thiết bị chuyên dụng đắt tiền. Để cải thiện, chính phủ Nhật sẽ hỗ trợ nghiên cứu và phát triển, cũng như xem xét việc giảm thuế để thúc đẩy thị trường.

Bên cạnh đó, Nhật Bản cũng sẽ chuyển hướng sang sản xuất các thiết bị mã hóa lượng tử, như máy dò photon, ngay trong nước thay vì phụ thuộc vào bên ngoài. Việc xây dựng chuỗi cung ứng cho các thành phần khác cũng được ưu tiên nội địa.

Tính toán lượng tử đòi hỏi nhiều loại công nghệ, bao gồm bộ xử lý, thiết bị điều khiển và đo lường, cũng như dây chuyền sản xuất. "Để đạt được khả năng cạnh tranh trên tất cả các mặt trận sẽ là một thách thức đáng kể", Nikkei bình luận.

Khó bắt kịp Mỹ và Trung Quốc

Theo báo cáo của Đại học Harvard vào tháng 12/2021, Mỹ đang dẫn đầu về điện toán lượng tử, giao tiếp lượng tử và cảm nhận lượng tử - ba lĩnh vực trong khoa học lượng tử (QIS). Tuy nhiên, Trung Quốc đã dần bắt kịp, thậm chí vượt qua trong một số mảng nhỏ.

Thống kê giữa năm 2021 của Valuenex cho thấy, Trung Quốc nắm giữ hơn 3.000 bằng sáng chế liên quan đến công nghệ lượng tử, gấp đôi Mỹ và gấp ba Nhật Bản.

Trung Quốc đã khởi động một mạng lưới liên lạc lượng tử trải dài khoảng 2.000 km giữa Bắc Kinh và Thượng Hải, và dự kiến tiếp tục mở rộng trong tương lai. "Có cảm giác việc phát triển công nghệ mã hóa sẽ củng cố vị thế của Trung Quốc là một quốc gia lượng tử", Yusuke Kaneko, chuyên gia tại Viện Nghiên cứu Nhật Bản (JRI), nhận xét.

Trong khi đó, điểm mạnh của Mỹ nằm ở sự đổi mới ở khu vực tư nhân. Năm 2019, Google cho biết đã đạt được ưu thế lượng tử với bộ xử lý Sycamore 53 bit lượng tử (qubit), có thể xử lý trong ba phút những phép tính mà một siêu máy tính cần thực hiện trong 10.000 năm.

Amazon Web Services - mảng điện toán đám mây của Amazon - cũng tham gia thị trường khi gần đây thông báo kế hoạch mở một trung tâm nghiên cứu máy tính lượng tử. Các công ty khởi nghiệp khác cũng đã sẵn sàng, như QuEra với máy tính lượng tử mạnh nhất thế giới hay PsiQuantum - công ty điện toán lượng tử quang học đã gọi vốn thành công 450 triệu USD năm ngoái.

"Các công ty tư nhân Mỹ đang dẫn đầu trong việc đưa công nghệ lượng tử ra thị trường, còn chính phủ tham gia vào việc xây dựng sức mạnh cơ bản, phát triển và nuôi dưỡng nhân tài về lâu dài", Masahiro Takeoka, nhà nghiên cứu máy tính lượng tử tại Đại học Keio, nhận xét.

Thực tế, Mỹ đã vạch ra chiến lược lượng tử quốc gia từ 2018 và thông qua luật đầu tư 1,3 tỷ USD trong 5 năm. Trung Quốc cũng nỗ lực ở tầm quy mô quốc gia để tăng cường thúc đẩy lượng tử, trong đó xây dựng phòng thí nghiệm nghiên cứu 10 tỷ USD tại tỉnh An Huy.

"Tôi có cảm tưởng Mỹ và Trung Quốc đang theo đuổi lĩnh vực này theo cách muốn tạo ra một ngành công nghiệp mới", Tennin Yan, CEO QunaSys - công ty chuyên phát triển phần mềm điện toán lượng tử của Nhật Bản, đánh giá.

Nhật Bản đã tăng gấp đôi ngân sách đầu tư cho công nghệ lượng tử trong năm 2022 lên 80 tỷ yên (700 triệu USD), nhưng sẽ mất thời gian dài để bắt kịp Mỹ và Trung Quốc. Một quan chức cấp cao của chính phủ Nhật thừa nhận "không thể chiến thắng phần còn lại của thế giới nếu chỉ dựa vào nguồn tài trợ từ nhà nước". Người này cũng yêu cầu cần có chính sách thu hút vốn đầu tư ở khu vực tư nhân nhằm hỗ trợ tốt hơn cho các công ty khởi nghiệp nếu không muốn bị tụt hậu như từng xảy ra ở mảng công nghệ kỹ thuật số.