Vào tháng 9 năm 2021, Bộ Điện tử và Công nghệ Thông tin Ấn (MeitY) đã ra mắt Bộ công cụ mô phỏng máy tính lượng tử (QSim) để cung cấp môi trường phát triển lượng tử đầu tiên cho các học giả, chuyên gia trong ngành, sinh viên và cộng đồng khoa học ở Ấn Độ. Đây là kết quả của việc chi ngân sách 800 tỷ rupee để thúc đẩy sự phát triển và tiếp nhận công nghệ lượng tử tại Ấn Độ.

Công nghệ lượng tử có thể khiến kỹ thuật mã hóa ngày nay gặp rủi ro, có thể gây ra mối đe dọa đối với cơ sở hạ tầng mạng quan trọng của một quốc gia, do đó, khiến an ninh quốc gia của quốc gia đó bị đe dọa. Thông tin chiến lược và quân sự bí mật có thể được giải mã dễ dàng một khi máy tính lượng tử và các ứng dụng của chúng trở thành hiện thực. Xét đến những rủi ro tiềm ẩn này, Ấn Độ cần tăng cường nỗ lực để bắt kịp tốc độ của Mỹ và Trung Quốc, cả hai nước này đều đã đạt được ưu thế về lượng tử. Khi các quốc gia tăng cường nguồn lực tài chính và trí tuệ cho công nghệ lượng tử, Ấn Độ phải đảm bảo không bị tụt hậu.

Máy tính lượng tử có thể làm được những gì?

Trong máy tính hiện đại, thông tin được chuyển tiếp và lưu trữ dưới dạng chữ số hoặc bit nhị phân 0 hoặc 1. Trong máy tính lượng tử, việc chia sẻ và lưu trữ thông tin được thực hiện bằng bit lượng tử (qubit), tồn tại dưới dạng 0 hoặc 1 hoặc kết hợp cả hai. Điều này cho phép một máy tính lượng tử thực hiện vô số ứng dụng cùng một lúc, với tốc độ nhanh hơn nhiều, vượt qua khả năng xử lý của một hệ thống máy tính thông thường.

Máy tính lượng tử sẽ tăng khả năng xử lý của một máy tính hiện đại theo cấp số nhân và giải quyết các trở ngại liên quan đến tổ hợp. Các ứng dụng lượng tử ngắn hạn và dài hạn sẽ tăng cường các giải pháp AI, cải thiện dự báo tài chính, giảm đáng kể thất bại trong lĩnh vực sản xuất, thúc đẩy nghiên cứu phát triển dược phẩm và thúc đẩy các mô hình an ninh mạng tốt hơn.

Cuộc đua giành ngôi vị số 1 về lượng tử toàn cầu

Hiện tại, công nghệ lượng tử đang ở giai đoạn sơ khai và sẽ mất một vài năm trước khi nó có thể được triển khai trên thực tế. Tập đoàn Tư vấn Boston (BCG) ước tính rằng, họ sẽ có giá trị gia tăng từ 5 đến 10 tỷ USD trong vòng 3-5 năm tới. Tập đoàn cũng cho rằng, con số này dự kiến ​​sẽ đạt 450 tỷ USD Mỹ trong 15 năm tới. Với phạm vi và tiềm năng của công nghệ này, các chính phủ, công ty công nghệ và học viện đã và đang đầu tư nguồn lực để đạt được ưu thế lượng tử hoặc hưởng lợi từ lượng tử. Vào tháng 6 năm 2021, các nhà khoa học Trung Quốc đã tuyên bố thành tựu mang tính bước ngoặt này. Vào tháng 10 năm 2019, Google đã đạt được thành tựu này. Ấn Độ, Canada, Đức và Pháp, mỗi nước đã cam kết chi hơn một tỷ USD cho sự phát triển lượng tử.

Ấn Độ chính thức tham gia cuộc đua trong lĩnh vực điện toán lượng tử bằng cách thành lập Sứ mệnh Quốc gia về Ứng dụng và Công nghệ Lượng tử (NM-QTA) vào năm 2020. Tuy nhiên, để bắt kịp với Trung Quốc và Mỹ, Ấn Độ phải xác định và giải quyết một số lỗ hổng chính sách chính. Những điều này sẽ không chỉ khiến Ấn Độ trở thành một đối thủ có năng lực trong cuộc đua lượng tử toàn cầu mà còn mở ra một mô hình hoạch định chính sách công nghệ mới.

Những khoảng trống tiềm ẩn trong cách tiếp cận của Ấn Độ 

Thứ nhất, hệ sinh thái lượng tử ở Ấn Độ được xây dựng lỏng lẻo. Mặc dù Ấn Độ đã chi hàng tỷ USD cho điện toán lượng tử, nhưng một mạng lưới đa bên liên quan toàn diện vẫn còn thiếu sót. Không rõ liệu Ấn Độ sẽ tập trung vào các ứng dụng lượng tử ngắn hạn hay các ứng dụng dài hạn hay cả hai. Chuyển các nghiên cứu thành các ứng dụng trong thế giới thực nên là cốt lõi trong các nỗ lực lượng tử của Ấn Độ.

Thứ hai, các thước đo để đánh giá kết quả của các nỗ lực lượng tử của Ấn Độ không được xác định rõ ràng. Chỉ đạt được ưu thế lượng tử không nhất thiết sẽ bảo vệ lợi ích quốc gia của Ấn Độ.

Khi nói đến năng lực và các chuyên gia lành nghề, Ấn Độ có một lượng nhỏ nhân tài trong lĩnh vực máy tính lượng tử. Hiện tại, Ấn Độ chỉ có vài trăm nhà nghiên cứu, chuyên gia trong ngành, viện sĩ và doanh nhân trong lĩnh vực máy tính lượng tử. So với Trung Quốc hay Mỹ, Ấn Độ còn thua xa.

Thứ ba, phát triển ứng dụng lượng tử sẽ yêu cầu nhiều khía cạnh của công nghệ kết hợp với nhau, như lý thuyết thông tin lượng tử, giao tiếp lượng tử, lưu trữ, tính toán lượng tử và phát triển phần cứng lượng tử. Ấn Độ cũng sẽ cần tăng cường sức mạnh máy tính và hướng tới phát triển các chip bán dẫn phức tạp hơn để hiện thực hóa tiềm năng lượng tử. Hiện tại, nghiên cứu được thực hiện trong các nhóm nhỏ các nhà khoa học và ít trao đổi, chia sẻ kiến ​​thức ra bên ngoài. Thiếu một nền tảng chung cho tất cả các nghiên cứu và phát triển lượng tử trong nước. 

Trong vài thập kỷ gần đây, Ấn Độ đã không thể phát huy thế mạnh trong lĩnh vực sản xuất phần cứng. Để phát triển loại máy tính lượng tử sử dụng tại hộ gia đình, Ấn Độ sẽ cần vật liệu siêu dẫn, bit vật lý lượng tử, mặt phẳng dữ liệu, chip, bộ xử lý và phòng thí nghiệm chế tạo. Hiện Ấn Độ có một số công ty tư nhân và công ty khởi nghiệp đã bắt đầu phát triển các thành phần lượng tử quan trọng này, nhưng hầu hết phần cứng vẫn được nhập khẩu.

Cuối cùng, hầu hết các nghiên cứu và phát triển liên quan đến lượng tử được thực hiện trong các trường đại học. Các cơ sở đào tạo và nghiên cứu có thể cung cấp các mô hình nghiên cứu, nhưng kết nối khoa học hàn lâm với thực tiễn ngành nghề là điều cần thiết để phát triển mô hình thành các ứng dụng có thể áp dụng trên diện rộng.

Con đường phía trước cho Ấn Độ là gì?

Ấn Độ luôn là nước nhập khẩu nhiều công nghệ. Năm 2020, Ấn Độ nhập khẩu phần cứng và phần mềm lên tới 10,4 tỷ USD, trong khi xuất khẩu công nghệ chỉ là 0,3 tỷ USD. Để chuyển từ một nước nhập khẩu công nghệ lượng tử thành một nước xuất khẩu, Ấn Độ cần phải xem xét và thiết lập lại các mục tiêu, khuôn khổ và chính sách công nghệ.

Để giải quyết những khoảng cách ở cấp độ chính sách, Ấn Độ nên phát triển các thước đo để đánh giá mức độ thành công của chiến lược và kế hoạch hành động. Sở Khoa học và Công nghệ đã khởi động sáng kiến ​​Khoa học và Công nghệ Hỗ trợ Lượng tử (QuEST) đầu tư 8 tỷ rupee để xây dựng cơ sở hạ tầng và tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu trong lĩnh vực này. Bản kế hoạch chi tiết và có tầm nhìn xa, nhưng cần có thêm hệ thống phản hồi định kỳ để vạch ra tiến trình thực hiện các mục tiêu theo kế hoạch. Có thể đo lường qua số lượng bằng sáng chế được cấp giấy phép. Việc giám sát và đánh giá sứ mệnh lượng tử phải tạo ra lực đẩy mạnh mẽ.

Tinh thần kinh doanh, đổi mới, các khóa học đại học ở mọi cấp độ, học bổng, nghiên cứu sinh, chương trình đào tạo và tư vấn trong công nghệ lượng tử sẽ là yếu tố quan trọng hướng tới phát triển hệ sinh thái tri thức và thu hẹp khoảng cách kỹ năng. Điều này sẽ dẫn đến việc tạo ra một cộng đồng lượng tử chuyên dụng ở Ấn Độ, có khả năng cộng tác với các nhà nghiên cứu và các chuyên gia trong ngành trên toàn thế giới. Các biện pháp như vậy cũng sẽ thúc đẩy khoa học và thực hành chuyên môn nghiệp vụ trong các khía cạnh khác nhau của sự phát triển công nghệ lượng tử.

Ấn Độ cũng phải thúc đẩy hệ sinh thái các nhà đầu tư để có thể giúp tăng cường sản xuất các chi tiết phần cứng của máy tính lượng tử và các ứng dụng phần mềm đi kèm. Khi nhu cầu về chip bán dẫn tăng lên cùng với sự xuất hiện của những chiếc máy tính này, Ấn Độ cần đồng thời thúc đẩy ngành công nghiệp bán dẫn. Chính phủ Ấn Độ đã bày tỏ sự hỗ trợ mạnh mẽ về vốn cho ngành công nghiệp để khuyến khích thiết kế và phát triển những con chip này. Chính phủ cũng có thể hỗ trợ họ bằng các chương trình khuyến khích liên kết sản xuất và hỗ trợ cho các công ty trên thị trường, như Intel và AMD, thông qua các sáng kiến ​​như Đề án Khuyến khích Sản xuất Linh kiện Điện tử và Chất bán dẫn.

Mặc dù chiến lược công nghệ lượng tử của Ấn Độ có vẻ lý tưởng trên giấy tờ, nhưng các cơ quan liên quan nên đảm bảo rằng, họ thừa nhận những khoảng trống trong chính sách và thực tiễn và xử lý kịp thời, để đảm bảo Ấn Độ trở thành quốc gia dẫn đầu thế giới trong lĩnh vực công nghệ lượng tử.

Trung tâm Nghiên cứu Ấn Độ

Nguồn: https://www.orfonline.org/expert-speak/indias-race-to-quantum-supremacy/

Bấm vào đây để đọc bản tiếng Anh của bài viết này/Click here to read the English version of this article