Công nghệ lượng tử đang định hình lại một vai trò mang tính cấp bách, tức thời hơn bao giờ hết, trải dài từ các hoạt động kinh doanh thương mại cho đến an ninh mạng toàn cầu.

Mục tiêu tối thượng và tiến bộ kỹ thuật cốt lõi

Mục tiêu hàng đầu của ngành công nghiệp lượng tử trên toàn thế giới hiện nay là xây dựng một hệ thống máy tính lượng tử quy mô lớn, có khả năng sửa lỗi.

Hệ thống này cần đủ mạnh mẽ để giải quyết các bài toán phức tạp, mang lại giá trị kinh tế khổng lồ trong các lĩnh vực chuyên sâu như hóa học, khoa học vật liệu và khám phá thuốc mới.

TS Âu Thị Hường - Giám đốc sản xuất nguồn bán dẫn lượng tử Quandela (Pháp) cho biết: "Nhiều người lầm tưởng công nghệ nào đếm được nhiều Qubit vật lý nhất là công nghệ mạnh nhất. Tuy nhiên, thách thức cốt lõi nằm ở khả năng tạo ra các Logical Qubit (Qubit logic có khả năng tự sửa lỗi) và khả năng kết nối xa để bài toán nâng cấp và mở rộng của mạng lưới lượng tử có thể trở thành hiện thực".

Sức mạnh đột phá của máy tính lượng tử nằm ở cơ chế hoạt động dựa trên các qubit (bit lượng tử). Không giống như các bit truyền thống của máy tính cổ điển vốn chỉ có thể biểu diễn dưới dạng 0 hoặc 1, các qubit có thể tồn tại ở nhiều trạng thái cùng một lúc thông qua nguyên lý chồng chập (superposition).

Nhờ đó, chúng biểu diễn được các thông tin toán học phức tạp hơn rất nhiều. Thêm vào đó, thông qua hiện tượng rối lượng tử (entanglement), trạng thái của các qubit có thể liên kết chặt chẽ với nhau, cho phép toàn bộ hệ thống lượng tử mã hóa và xử lý những mối quan hệ dữ liệu siêu phức tạp với tốc độ mà các siêu máy tính mạnh nhất hiện nay cũng phải mất hàng ngàn năm mới giải được.

Làn sóng đầu tư bùng nổ

Các nhà đầu tư đang đặt cược lớn vào việc thương mại hóa điện toán lượng tử. Báo cáo từ PitchBook chỉ ra rằng, dòng vốn mạo hiểm đổ vào lĩnh vực này đã đạt đến "điểm bùng phát" vào năm 2025, với mức kỷ lục 3,9 tỷ USD được giải ngân thông qua 125 giao dịch tài chính lớn nhỏ.

Dù điện toán lượng tử vẫn đang ở giai đoạn sơ khai, năm 2026 chứng kiến một làn sóng hoạt động sôi nổi trên thị trường đại chúng.

Đáng chú ý nhất là đợt phát hành cổ phiếu lần đầu ra công chúng (IPO) thành công rực rỡ của Quantinuum vào tháng 6/2026. Công ty này đã huy động được tới 1,68 tỷ USD, đẩy mức định giá doanh nghiệp lên ngưỡng từ 14 đến 15 tỷ USD.

Trước đó không lâu, một loạt tên tuổi lớn khác như Xanadu Quantum Technologies, Infleqtion và Horizon Quantum cũng đã liên tiếp lên sàn chứng khoán, trong khi các startup như Pasqal, IQM, Terra Quantum và Seeqc cũng liên tục gọi được những khoản vốn đầu tư khổng lồ từ các quỹ tư nhân.

GS.TS Trần Hồng Thái - Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam khẳng định: ''Công nghệ lượng tử đòi hỏi hệ thống thiết bị rất đắt tiền và đặc thù như hệ làm lạnh cryogenic, phòng sạch nano, hệ quang phổ chính xác cao, nguồn đơn photon, hạ tầng thử nghiệm truyền khóa lượng tử (QKD) và hệ thống tính toán hiệu năng cao phục vụ mô phỏng lượng tử".

Chính vì vậy, bất cứ một quốc gia nào muốn đi xa hơn về công nghệ lượng tử phải từ mọi nguồn lực, từ chính phủ đến tư nhân và cả nguồn lực xuyên quốc gia.

GS.TS Trần Hồng Thái nói thêm rằng: "Phải huy động được sự tham gia của hệ sinh thái gồm viện nghiên cứu, trường đại học, doanh nghiệp công nghệ và đối tác quốc tế - không phải dự án khép kín trong một đơn vị".

Sự lan tỏa của tư duy lượng tử

Ảnh hưởng của công nghệ lượng tử hiện tại không chỉ giới hạn ở bản thân những chiếc máy tính lượng tử phần cứng thuần túy. Những ý tưởng và thuật toán của cơ học lượng tử đang bắt đầu thâm nhập vào các ngành công nghiệp khác.

GS.TS Trần Hồng Thái cho biết: "Đi sớm về nhận thức, đi chắc về nền tảng, đi đúng vào những khâu có thể tạo năng lực thật và giá trị thật" có thể được xem là phương châm hành động cho cả một thế hệ làm khoa học".

Chia sẻ về một trong những đề xuất cốt lõi để vừa lan tỏa tư duy, để "nghiên cứu lan rộng, kết quả tập trung" GS.TS Trần Hồng Thái đề xuất thành lập Trung tâm Công nghệ Lượng tử Quốc gia Việt Nam theo mô hình "hub-and-node".

Ông mô tả: ''Một trung tâm hạt nhân tại Viện Hàn lâm, kết nối các nút mạng tại các trường đại học mạnh, các viện chuyên ngành, doanh nghiệp công nghệ và các đơn vị quốc phòng - an ninh. Hub đóng vai trò vận hành các hạ tầng nghiên cứu dùng chung, điều phối các chương trình quốc gia, chuẩn hóa các thử nghiệm và đánh giá; các node phát huy thế mạnh riêng của mình".

Với thế mạnh truyền thống về vật lý, khoa học vật liệu, quang tử, toán học và công nghệ thông tin, Viện Hàn lâm có điều kiện để chủ trì xây dựng các phòng thí nghiệm trọng điểm về cảm biến lượng tử, truyền thông lượng tử, vật liệu - linh kiện quang tử và mô phỏng lượng tử.

"Chúng tôi sẽ phối hợp chặt chẽ với các bộ, ngành liên quan, các trường đại học lớn và các tập đoàn công nghệ trong nước để bảo đảm các kết quả nghiên cứu được dẫn dắt bởi nhu cầu thực tiễn và có địa chỉ ứng dụng cụ thể". GS.TS Trần Hồng Thái khẳng định.

Một số doanh nghiệp công nghệ hiện đang phát triển các hệ thống silicon chuyên dụng được gọi là "máy ủ kỹ thuật số" (digital annealers). Đây được xem là bước đệm dành cho các nước đi sau nhưng muốn tiếp cận chắc chắn ngay ở thời điểm hiện tại.

Những hệ thống này bản chất là máy tính cổ điển nhưng mượn các khái niệm tối ưu hóa từ quá trình "ủ lượng tử" (quantum annealing) để giải quyết các bài toán hậu cần, chuỗi cung ứng và quản lý rủi ro.

Triển vọng tương lai lượng tử

Trong quá khứ, điện toán lượng tử từng trải qua nhiều làn sóng thổi phồng quá đà rồi lại thoái trào. Tuy nhiên, các chuyên gia kỳ cựu trong ngành thừa nhận rằng, sự gia tăng đột biến của chi phí đầu tư vốn từ năm 2020-2021 đến nay đã tạo ra một nền tảng vững chắc.

Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam khẳng định: "Để hiện thực hóa kỳ vọng đó, giới khoa học cần vượt ra khỏi nếp tư duy đề tài - báo cáo để đi vào tư duy năng lực quốc gia, sản phẩm quốc gia và an ninh quốc gia. Đồng thời, cần một sự đổi mới về văn hóa nghiên cứu. Đó là dám đặt vấn đề khó, dám chấp nhận thất bại có học hỏi, dám hợp tác liên ngành và xuyên tổ chức, đặt mục tiêu xây dựng năng lực dài hạn lên trên thành tích ngắn hạn. "

Giới chuyên gia dự báo, chỉ trong vòng một đến hai năm tới, công nghệ điện toán lượng tử sẽ chính thức bứt phá và cất cánh mạnh mẽ. Công nghệ lượng tử sẽ chuyển trạng thái từ phòng thí nghiệm sang tác động trực tiếp đến nền kinh tế toàn cầu nói chung và Việt Nam nói riêng.