Cú hích mang tên Hanyuan-2
Đầu tháng 5/2026, công ty khởi nghiệp CAS Cold Atom Technology (Trung Quốc) đã công bố hệ thống máy tính lượng tử nguyên tử trung hòa mang tên Hanyuan-2. Sự kiện ngay lập tức thu hút sự chú ý của giới quan sát quốc tế khi doanh nghiệp này tuyên bố đây là hệ thống lượng tử "lõi kép" đầu tiên trên thế giới.
Cỗ máy sở hữu cấu trúc tích hợp gồm 200 qubit (bit lượng tử) được chế tạo từ hai đồng vị khác nhau của nguyên tử rubidi (gồm 100 nguyên tử rubidi-85 và 100 nguyên tử rubidi-87). Kiến trúc này cho phép hai lõi lượng tử vận hành song song độc lập hoặc phối hợp theo mô hình "lõi chính - lõi phụ" nhằm tăng cường độ ổn định cho các qubit logic và hạn chế tối đa hiện tượng nhiễu hạt - một trong những rào cản kỹ thuật lớn nhất của điện toán lượng tử đơn lõi hiện nay.
Điểm đáng chú ý từ góc độ kỹ thuật thương mại là Hanyuan-2 có tổng công suất tiêu thụ điện năng dưới 7 kilowatt (kW), sử dụng hệ thống làm mát bằng laser quy mô nhỏ thay vì các hệ thống làm lạnh siêu sâu cồng kềnh tiệm cận độ 0 tuyệt đối (âm 273,15 độ C). Thiết kế dạng tủ tích hợp này cho phép triển khai cỗ máy ngay trong môi trường văn phòng thông thường, giảm thiểu đáng kể chi phí hạ tầng và vận hành.
Dù các chỉ số kỹ thuật cốt lõi như độ trung thực của cổng logic hay tỷ lệ lỗi chưa được các tổ chức độc lập kiểm chứng hoặc công bố trên các tạp chí khoa học uy tín, sự xuất hiện của Hanyuan-2 phản ánh một xu thế rõ rệt: Trung Quốc đang tìm cách đơn giản hóa phần cứng để đưa máy tính lượng tử ra khỏi phòng thí nghiệm chuyên biệt, tiến gần hơn tới năng lực ứng dụng công nghiệp thực tế.
Sự phát triển này nằm trong một chiến lược nhất quán mang tính dài hạn. Trong Kế hoạch 5 năm lần thứ 15 (giai đoạn 2026 - 2030) được thông qua vào năm ngoái, Bắc Kinh đã xếp công nghệ lượng tử vào danh sách 6 ngành công nghiệp tương lai then chốt (bên cạnh y sinh, năng lượng hydro và phản ứng tổng hợp hạt nhân, giao diện não - máy tính, trí tuệ nhân tạo hiện hình và viễn thông 6G). Theo các báo cáo thị trường, chỉ riêng trong năm 2024, Trung Quốc đã đầu tư tới 15 tỷ USD vào lĩnh vực lượng tử, cao hơn gấp đôi tổng mức đầu tư 7 tỷ USD từ cả khu vực công và tư nhân của Mỹ cộng lại.
Phản ứng tức thì từ bên kia đại dương
Sự tăng tốc của Bắc Kinh đã tạo ra những tác động trực tiếp và mạnh mẽ đến giới hoạch định chính sách tại Washington. Chỉ hai tuần sau loạt thông báo đột phá từ phía Trung Quốc, ngày 21/5/2026, Bộ Thương mại Mỹ đã công bố gói tài trợ trị giá 2,013 tỷ USD trích từ "Đạo luật CHIPS và Khoa học" nhằm hỗ trợ trực tiếp cho 9 thực thể lượng tử nội địa.
Bước đi này đánh dấu một bước chuyển dịch mang tính bước ngoặt trong tư duy quản lý của chính phủ Mỹ: Thay vì hình thức cấp tiến tài trợ nghiên cứu truyền thống thông qua các quỹ khoa học, lần đầu tiên chính phủ Mỹ trực tiếp nắm giữ cổ phần thiểu số, không có quyền kiểm soát tại các doanh nghiệp công nghệ lượng tử tư nhân nhằm đảm bảo lợi nhuận tái đầu tư cho ngân sách quốc gia.
Cấu trúc phân bổ dòng vốn của Nhà Trắng cho thấy một tầm nhìn tập trung rõ rệt vào năng lực sản xuất công nghiệp và chế tạo phần cứng cốt lõi, vốn là những mắt xích có giá trị thặng dư cao nhất trong chuỗi cung ứng. Cụ thể, gần 70% nguồn lực được dồn vào các xưởng đúc bán dẫn lượng tử: Tập đoàn IBM nhận 1 tỷ USD để thành lập một công ty con chuyên trách xây dựng cơ sở chế tạo phiến bán dẫn siêu dẫn quy mô 300 mm đầu tiên tại Mỹ.
Động thái can thiệp bằng dòng vốn và sở hữu cổ phần của Washington diễn ra trong bối cảnh các biện pháp kiềm tỏa công nghệ trước đó đang bộc lộ những giới hạn vật lý. Từ tháng 9/2024, Mỹ đã áp đặt các biện pháp kiểm soát xuất khẩu đối với máy tính lượng tử, phần mềm và linh kiện cấu thành quan trọng, tiếp nối bằng lệnh cấm phần lớn các khoản đầu tư tư nhân từ Mỹ vào lĩnh vực lượng tử của Trung Quốc có hiệu lực từ tháng 1/2025.
Đến tháng 3/2025, "danh sách đen" tiếp tục mở rộng với khoảng 80 thực thể bị trừng phạt, bao gồm nhiều viện nghiên cứu và doanh nghiệp lượng tử hàng đầu của Trung Quốc như Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Phòng thí nghiệm Quốc gia Hợp Phì và tập đoàn điện toán đám mây Inspur với cáo buộc hỗ trợ các dự án siêu máy tính quân sự.
Tuy nhiên, các doanh nghiệp Trung Quốc đã chủ động đa dạng hóa chuỗi cung ứng phần cứng bằng cách tiếp cận các nhà cung cấp thiết bị không có nguồn gốc từ Mỹ. Việc Origin Quantum sử dụng máy căn chỉnh mặt nạ do tập đoàn SÜSS MicroTec của Đức sản xuất để duy trì vận hành dây chuyền sản xuất chip lượng tử siêu dẫn 6 inch (đạt công suất hơn 100 phiến bán dẫn/ngày, tỷ lệ hoàn chỉnh 92%) là một minh chứng điển hình.
Bên cạnh đó, việc tập trung vào các nhánh công nghệ như quang học (Jiuzhang 4.0) hay nguyên tử trung hòa (Hanyuan-2) - những hướng đi vốn không phụ thuộc vào hệ thống làm lạnh pha loãng sâu siêu nhạy cảm mà phương Tây đang nắm giữ bản quyền - cũng là chiến lược dịch chuyển công nghệ linh hoạt nhằm hóa giải các áp lực trừng phạt ngoại vi.
Cuộc đua toàn cầu đến tương lai điện toán mới
Tại châu Âu, Liên minh châu Âu (EU) từ năm 2018 đã triển khai chương trình Quantum Flagship với ngân sách hơn 1 tỷ euro nhằm xây dựng hệ sinh thái lượng tử chung cho toàn khối. Pháp đầu tư 1,8 tỷ euro cho chiến lược lượng tử quốc gia đến năm 2030, trong khi Đức cam kết khoảng 3 tỷ euro để phát triển phần cứng và hạ tầng nghiên cứu.
Chính phủ Anh tiếp tục gia hạn Chương trình Công nghệ Lượng tử Quốc gia với mục tiêu đưa các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm tiến gần hơn tới ứng dụng thương mại. Ngay cả những quốc gia có quy mô dân số khiêm tốn như Israel hay Singapore cũng đang tìm cách giành vị trí trong chuỗi giá trị tương lai thông qua các trung tâm nghiên cứu chuyên sâu.
Bên cạnh nguồn lực nhà nước, khu vực tư nhân cũng nổi lên như một động lực quan trọng. Công ty Pasqal của Pháp phát triển các hệ thống lượng tử nguyên tử trung hòa tương tự hướng đi mà Trung Quốc đang theo đuổi với Hanyuan-2, trong khi IQM của Phần Lan đã trở thành một trong những nhà sản xuất máy tính lượng tử hàng đầu châu Âu.
Nhưng để hiểu vì sao các chính phủ và nhà đầu tư sẵn sàng chi hàng tỷ USD cho một công nghệ vẫn còn khá xa ứng dụng đại trà, cần nhìn vào tiềm năng mà điện toán lượng tử được kỳ vọng mang lại.
Trong khi máy tính thông thường xử lý dữ liệu bằng các bit (đơn vị dữ liệu cơ bản) với hai trạng thái cố định là 0 (tắt) hoặc 1 (bật), thì máy tính lượng tử sử dụng các Qubit (bit lượng tử) được tạo ra từ các hạt cơ bản. Do tuân theo nguyên lý chồng chập của vật lý vi mô, một Qubit có thể đại diện cho cả giá trị 0 và 1 trong cùng một thời điểm, tương tự như một đồng xu đang xoay tít trên mặt bàn sở hữu cả hai mặt sấp và ngửa trước khi dừng lại.
Sự khác biệt mang tính bản chất này khiến sức mạnh toán học của hệ thống lượng tử không tăng theo cấp số cộng tuyến tính mà bùng nổ theo cấp số nhân (2^n, với n là số lượng Qubit). Một hệ thống sở hữu 2 Qubit có thể xử lý đồng thời cả 4 cặp trạng thái dữ liệu (00, 01, 10, 11). Khi quy mô tăng lên 10 Qubit, máy tính có khả năng xử lý song song 1.024 phép tính, ở mức 50 Qubit là khoảng 1 triệu tỷ phép tính và khi đạt đến ngưỡng 200 Qubit như dòng máy Hanyuan-2, số lượng trạng thái hệ thống có thể xử lý đồng thời lên tới 2^200 - một đại lượng toán học khổng lồ vượt quá tổng số nguyên tử vật chất tồn tại trong toàn bộ vũ trụ quan sát được.
Khả năng tính toán xử lý song song này mở ra năng lực giải quyết các bài toán tối ưu hóa đa biến phức tạp mà các siêu máy tính truyền thống mạnh nhất hiện nay phải mất… hàng tỷ năm để thực hiện theo phương pháp tuần tự. Tuy nhiên, máy tính lượng tử cũng cực kỳ khó chế tạo vì các hạt lượng tử vô cùng nhạy cảm; chỉ một rung động nhỏ, sự thay đổi nhiệt độ hay một tia vũ trụ lướt qua cũng làm "đồng xu đang xoay" bị ngã (sụp đổ trạng thái), khiến máy tính bị lỗi. Đó là lý do vì sao cuộc đua lượng tử cực kỳ tốn kém và khốc liệt.
Cũng bởi sự phức tạp quá lớn đó, máy tính lượng tử sẽ cần nhiều năm, thậm chí nhiều thập niên nữa mới có thể đi vào đời sống, tương tự như Internet hay điện thoại thông minh. Nhưng việc Mỹ, Trung Quốc và nhiều nền kinh tế lớn đồng loạt tăng tốc đầu tư vào lĩnh vực này cho thấy, nhân loại đang đặt cược rằng cuộc cách mạng tiếp theo của ngành điện toán sẽ gắn liền với máy tính lượng tử.
Như Tiến sĩ Hartmut Neven, người đứng đầu Google Quantum AI, nhận định: "Chúng ta đang ở điểm khởi đầu của một kỷ nguyên điện toán mới". Kỷ nguyên ấy có thể chưa đến ngay ngày mai, nhưng những bước chạy đầu tiên của nó đã bắt đầu.
