Giáo sư Lại Ngọc Điệp cùng nghiên cứu sinh đang chỉnh hệ quang học để tạo hạt photon đơn nhất dùng chấm lượng tử - Ảnh: NVCC
Tại Việt Nam, lượng tử đã xuất hiện trong nghị quyết 57-NQ/TW, danh mục công nghệ chiến lược ban hành năm 2026 và được Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm yêu cầu hoàn thiện đề án phát triển ở tầm chiến lược, gắn với an ninh quốc gia, dữ liệu quốc gia, bán dẫn, AI và công nghệ không gian.
Giáo sư Lại Ngọc Điệp - giảng viên Université Paris-Saclay (Pháp) - cho rằng công nghệ lượng tử có thể được hiểu một cách ngắn gọn là nhóm công nghệ khai thác các nguyên lý của vật lý lượng tử để tạo ra những phương thức mới trong tính toán, truyền thông, cảm biến, đo lường hoặc chế tạo vật liệu.
Khi đi xuống cấp độ nguyên tử, phân tử, electron, photon và các hạt cơ bản của vật chất, nhiều quy luật cổ điển không còn đủ để lý giải đầy đủ các hiện tượng. Ở cấp độ này, vật lý lượng tử trở thành nền tảng để con người hiểu và can thiệp vào thế giới tự nhiên.
Lịch sử một thế kỷ
Giáo sư Điệp giải thích vật lý lượng tử đã có lịch sử phát triển khoảng một thế kỷ, với hệ thống lý thuyết đồ sộ và nhiều công trình được trao giải Nobel. Điểm mới của giai đoạn hiện nay nằm ở năng lực kỹ thuật các nhà khoa học đã có thêm công cụ để tạo ra, kiểm soát, thao tác và đo đạc các đối tượng lượng tử riêng lẻ.
Một ví dụ, từ thập niên 1960, laser ra đời, sau đó đi vào công nghiệp, y tế, viễn thông, đo lường và nghiên cứu khoa học. Ngày nay, công nghệ tiến thêm một bước khi con người có thể tạo ra và đo được từng photon đơn lẻ.
Khi một photon đơn lẻ có thể được dùng như một đơn vị thông tin hoặc một đối tượng đo lường, các hướng như truyền thông lượng tử, quang tử lượng tử, cảm biến lượng tử, nguồn photon đơn và xử lý thông tin lượng tử có điều kiện phát triển.
"Đây là lý do công nghệ lượng tử được nhắc đến nhiều trong thời gian gần đây. Các tri thức khoa học tích lũy trong một thế kỷ đang bước sang giai đoạn có khả năng tạo ra công nghệ, sản phẩm và dịch vụ mới", giáo sư Lại Ngọc Điệp nói.
Tiến sĩ Nguyễn Quốc Hưng - Viện trưởng Viện Công nghệ lượng tử, Đại học Quốc gia Hà Nội - cho rằng cuộc đua lượng tử trên thế giới đang diễn ra cùng lúc ở nhiều tầng. Ở phần cứng là máy tính lượng tử, nguồn photon đơn, thiết bị làm lạnh sâu, laser, hệ điều khiển vi sóng, điện tử cao tần và hệ đo chính xác.
Ở phần mềm là thuật toán lượng tử, mô phỏng lượng tử, nền tảng cloud, thư viện lập trình và công cụ điều khiển. Ở ứng dụng là bảo mật dữ liệu, dược phẩm, vật liệu mới, tài chính, logistics, năng lượng, y tế và quốc phòng.
Các chuyên gia dự hội thảo khoa học quốc gia “Công nghệ lượng tử trong kỷ nguyên mới: Xu hướng quốc tế, cơ hội và yêu cầu đặt ra cho Việt Nam” do Đại học Quốc gia TP.HCM và Viện hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam tổ chức ngày 19-6 - Ảnh: KHẮC HIẾU
Cần lộ trình rõ ràng
Đang làm việc cho Quandela - một công ty công nghệ đến từ Pháp, chuyên đi đầu trong lĩnh vực phát triển máy tính quang tử lượng tử và các bộ xử lý lượng tử tại Pháp, tiến sĩ Âu Thị Hường cho rằng đưa một kết quả công nghệ lượng tử từ phòng thí nghiệm thành sản phẩm là chặng đường rất dài.
Doanh nghiệp phải giải quyết bài toán độ ổn định, khả năng mở rộng, chi phí, sản xuất lặp lại, kiểm thử, phần mềm điều khiển, dịch vụ cloud, đội ngũ vận hành và khách hàng thử nghiệm.
Ngoài ra, hệ sinh thái lượng tử cần nhiều nhóm nhân lực. Chẳng hạn, phần cứng cần nhà vật lý, kỹ sư quang học, điện tử, bán dẫn, vật liệu và chế tạo.
Phần mềm cần kỹ sư thuật toán, dữ liệu, cloud, an toàn thông tin và tối ưu hóa. Ứng dụng cần doanh nghiệp đặt bài toán thật trong dược phẩm, vật liệu mới, logistics, tài chính, năng lượng, y tế hoặc đô thị.
Do vậy, với một quốc gia còn "non trẻ" về lượng tử như Việt Nam, tiến sĩ Âu Thị Hường nhận định vẫn có cơ hội nếu chọn đúng cách đi. Tuy nhiên, vì còn non trẻ, nếu từng đơn vị đi riêng rẽ, đầu tư riêng rẽ và xây dựng năng lực riêng rẽ, nguồn lực sẽ bị dàn trải.
Một nơi làm phần mềm, một nơi muốn làm phần cứng, một nơi muốn mua thiết bị nhưng thiếu kết nối chung, hiệu quả đầu tư sẽ thấp.
"Với một lĩnh vực tốn kém như lượng tử, sự phân tán này có thể khiến Việt Nam mất nhiều năm nhưng không tạo được năng lực đủ mạnh", bà nhận định.
Vì vậy, tiến sĩ Âu Thị Hường cho rằng trước tiên cần xây dựng một hệ sinh thái vững hơn.
Trong hệ sinh thái đó, khối học thuật phải xác định rõ phần mình làm, khối doanh nghiệp phải có bài toán và khả năng đầu tư, các nhóm về bán dẫn, phần cứng, phần mềm, cloud, mô phỏng, bảo mật và ứng dụng phải được kết nối với nhau, còn Nhà nước đóng vai trò điều phối, tạo cơ chế và hỗ trợ nguồn lực ban đầu.
Cũng theo bà Hường, cần có một lộ trình rõ ràng, chia lĩnh vực lượng tử thành các nhóm việc cụ thể.
Mảng nào cần nghiên cứu sâu, mảng nào có thể học từ nước ngoài, mảng nào có thể thử nghiệm qua cloud, mảng nào gắn với AI và bán dẫn, mảng nào có thể kéo doanh nghiệp tham gia sớm. Khi các nhóm việc được chia rõ và kết nối với nhau, hệ sinh thái mới có khả năng cùng đi lên.
Nguồn: McKinsey Quantum Technology Monitor 2026; QED-C State of the Global Quantum Industry 2026 - Đồ họa: N.KH.
3 nguyên tắc cho Việt Nam
PGS.TS Đinh Văn Trung - Viện trưởng Viện Vật lý, Viện hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam - nói Việt Nam cần đi theo ba nguyên tắc: đi sớm về nhận thức, đi chắc về nền tảng và đi đúng vào năng lực thật.
Đi sớm về nhận thức nghĩa là các cơ quan quản lý, giới nghiên cứu, trường đại học, doanh nghiệp và các đơn vị vận hành hạ tầng trọng yếu phải hiểu rõ rủi ro và cơ hội của công nghệ lượng tử, đặc biệt quan trọng trong an ninh thông tin, mật mã hậu lượng tử, dữ liệu chiến lược và chủ quyền số.
Đi chắc về nền tảng nghĩa là phải đầu tư vào nghiên cứu cơ bản, công nghệ hỗ trợ, đào tạo nhân lực liên ngành và hạ tầng nghiên cứu. Ngoài thiết bị, hạ tầng ở đây còn gồm phòng thí nghiệm, testbed (bệ thử), hệ thống dùng chung, kinh phí vận hành, đội ngũ kỹ thuật và năng lực bảo trì.
Một phòng thí nghiệm đắt tiền sẽ không tạo ra năng lực thật nếu thiếu người vận hành, thiếu đề tài, thiếu kinh phí duy trì và thiếu kết nối với các nhóm nghiên cứu.
Đi đúng vào năng lực thật nghĩa là Việt Nam cần chọn phân khúc và bài toán cụ thể. Không nên chạy theo biểu tượng.
Ông Trung lưu ý việc phát triển máy tính lượng tử hoàn chỉnh hiện nằm ngoài tầm với của Việt Nam trong giai đoạn gần. Nếu đặt mục tiêu không phù hợp, nguồn lực sẽ bị phân tán và dễ tạo ra kỳ vọng sai.
Kết nối chặt chẽ phòng thí nghiệm và doanh nghiệp
Từ kinh nghiệm quan sát ở châu Âu, tiến sĩ Âu Thị Hường cho rằng mô hình hiệu quả thường là phòng thí nghiệm và doanh nghiệp làm việc rất gần nhau. Nhà khoa học, kỹ sư, doanh nghiệp và khách hàng thử nghiệm cùng ngồi vào một dự án.
Nhà nước tham gia bằng các chương trình tài trợ, quỹ hỗ trợ start-up, dự án công nghệ sâu hoặc các gói đầu tư dài hạn.
Bà Hường dẫn ví dụ ở châu Âu, các quỹ hỗ trợ cho start-up công nghệ sâu có thể giúp doanh nghiệp vượt qua giai đoạn ban đầu, sau đó đánh giá lại để quyết định tiếp tục đầu tư.
Một số chương trình có quy mô hàng chục triệu USD, có trường hợp khoảng 50 - 70 triệu USD cho các dự án phát triển. Nhờ đó, start-up có thời gian chứng minh công nghệ, xây dựng đội ngũ và kết nối thị trường.
(Còn tiếp)
