Việc Mỹ công bố gói hỗ trợ hơn 2 tỷ USD cho các công ty lượng tử Mỹ hôm 21/5 đã ngay lập tức làm dấy lên kỳ vọng rằng Trung Quốc cũng sẽ tăng tốc đầu tư để không bị tụt lại trong cuộc đua giành ưu thế công nghệ.

Chỉ trong hai phiên giao dịch sau thông báo của Mỹ, cổ phiếu nhiều doanh nghiệp lượng tử Trung Quốc tăng mạnh. Quantum CTEK tăng 19%, GuoChuang Software tăng gần 18%, còn Koal Software tăng 9,5%.

Tại Mỹ, cổ phiếu các công ty công nghệ lượng tử cũng đồng loạt đi lên. Infleqtion tăng hơn 30%, Rigetti Computing tăng trên 63%, D-Wave tăng khoảng 53%, trong khi IBM tăng khoảng 13%.

Động thái của thị trường cho thấy giới đầu tư đánh giá điện toán lượng tử đang trở thành lĩnh vực chiến lược mới trong cạnh tranh Mỹ - Trung, tương tự ngành bán dẫn hay trí tuệ nhân tạo (AI).

Công nghệ lượng tử trở thành ưu tiên chiến lược quốc gia

Điện toán lượng tử được xem là công nghệ có khả năng xử lý dữ liệu vượt xa máy tính truyền thống. Nếu máy tính hiện nay xử lý thông tin theo dạng bit nhị phân với hai trạng thái 0 hoặc 1, thì máy tính lượng tử sử dụng qubit - đơn vị có thể tồn tại đồng thời ở nhiều trạng thái khác nhau. Điều này giúp máy tính lượng tử có thể giải quyết những bài toán cực kỳ phức tạp mà siêu máy tính hiện nay phải mất rất nhiều năm mới xử lý được.

Các chuyên gia cho rằng công nghệ lượng tử có thể tạo ra bước tiến lớn trong nhiều lĩnh vực như phát triển thuốc mới, thiết kế vật liệu, dự báo khí hậu, trí tuệ nhân tạo, an ninh mạng và quốc phòng. Chính vì vậy, cả Mỹ và Trung Quốc đều coi đây là ngành công nghệ chiến lược có ý nghĩa sống còn trong tương lai.

Với gói đầu tư 2,013 tỷ USD dành cho 9 công ty điện toán lượng tử theo Đạo luật CHIPS và Khoa học, đây là lần đầu tiên Washington trực tiếp nắm cổ phần tại các công ty lượng tử thay vì chỉ hỗ trợ nghiên cứu như trước đây. Chính phủ Mỹ cho biết mục tiêu không chỉ là thúc đẩy đổi mới công nghệ mà còn bảo đảm an ninh quốc gia và duy trì vị thế dẫn đầu của Mỹ.

Hai doanh nghiệp nhận khoản đầu tư lớn nhất là GlobalFoundries với 375 triệu USD để phát triển cơ sở sản xuất lượng tử trong nước và IBM với 1 tỷ USD nhằm xây dựng công ty con chuyên sản xuất tấm wafer siêu dẫn cho máy tính lượng tử.

Phần còn lại được chia cho nhiều công ty như Atom Computing, D-Wave, Infleqtion, PsiQuantum, Quantinuum và Rigetti để giải quyết các bài toán kỹ thuật trong nhiều hướng phát triển lượng tử khác nhau.

Bộ trưởng Thương mại Mỹ Howard Lutnick cho rằng khoản đầu tư mới sẽ giúp Mỹ dẫn đầu “kỷ nguyên đổi mới tiếp theo”, đồng thời tạo ra hàng nghìn việc làm có thu nhập cao.

Trong khi đó, Trung Quốc cũng đã đưa công nghệ lượng tử vào danh sách 6 ngành công nghiệp tương lai ưu tiên trong Kế hoạch 5 năm lần thứ 15 giai đoạn 2026-2030.

Ngoài lượng tử, các lĩnh vực được ưu tiên còn có công nghệ sinh học, năng lượng hydro và nhiệt hạch, giao diện não - máy tính, trí tuệ nhân tạo hiện thân và viễn thông 6G.

Nhiều nhà phân tích nhận định việc cả Mỹ và Trung Quốc cùng tăng tốc đầu tư cho thấy cuộc cạnh tranh công nghệ giờ đây không còn chỉ nằm trong phòng thí nghiệm mà đã trở thành cuộc cạnh tranh chiến lược cấp quốc gia.

Mỹ và Trung Quốc cạnh tranh trên nhiều hướng công nghệ

Trong thời gian gần đây, Trung Quốc liên tiếp công bố những bước tiến mới trong lĩnh vực lượng tử.

Origin Quantum vừa ra mắt Origin Wukong-180 - máy tính lượng tử siêu dẫn thế hệ thứ tư của nước này. Theo công ty, hệ thống sử dụng 180 qubit trên một chip duy nhất và đạt độ chính xác khoảng 99% trong các thao tác cốt lõi.

Tên gọi “Wukong” được lấy cảm hứng từ nhân vật Tôn Ngộ Không trong thần thoại Trung Quốc.

Trong khi đó, Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) giới thiệu Jiuzhang 4.0 - máy tính lượng tử quang tử mới nhất. Kết quả công bố trên tạp chí Nature cho biết hệ thống này có thể xử lý một bài toán chuẩn nhanh hơn hơn 1054 lần so với siêu máy tính mạnh nhất thế giới hiện nay.

Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc cũng giới thiệu Hanyuan-2 - hệ thống được mô tả là máy tính lượng tử nguyên tử trung hòa lõi kép đầu tiên trên thế giới.

Theo các chuyên gia, Mỹ và Trung Quốc hiện cạnh tranh trên 4 hướng phát triển lượng tử chính.

Đầu tiên là điện toán lượng tử siêu dẫn - công nghệ sử dụng các mạch điện siêu lạnh để tạo qubit. Đây là hướng mà IBM, Google, Rigetti của Mỹ và Origin Quantum của Trung Quốc đang theo đuổi.

Hướng thứ hai là điện toán lượng tử quang tử, sử dụng các hạt ánh sáng để xử lý dữ liệu. Đại diện tiêu biểu của Trung Quốc là dòng Jiuzhang, cạnh tranh với công ty PsiQuantum của Mỹ.

Thứ ba là điện toán lượng tử bẫy ion - công nghệ thao tác các nguyên tử tích điện riêng lẻ làm qubit.

Thứ tư là điện toán lượng tử nguyên tử trung hòa, sử dụng các nguyên tử được giữ cố định bằng tia laser.

Mỗi hướng công nghệ đều có ưu điểm và hạn chế riêng, và hiện chưa có mô hình nào được xác định chắc chắn sẽ chiếm ưu thế trong tương lai. Tuy nhiên, giới phân tích cho rằng Mỹ hiện vẫn dẫn trước về năng lực điện toán lượng tử, trong khi Trung Quốc có thế mạnh nổi bật về truyền thông lượng tử và tốc độ triển khai chính sách hỗ trợ.

Quantum CTEK - doanh nghiệp hàng đầu Trung Quốc về truyền thông lượng tử - hiện đã thương mại hóa công nghệ mã hóa lượng tử trên phạm vi toàn quốc. Origin Quantum cũng vận hành dây chuyền sản xuất chip lượng tử 6 inch duy nhất của Trung Quốc với công suất hơn 100 tấm wafer mỗi ngày.

Dù vậy, Trung Quốc vẫn phụ thuộc một phần vào các nhà cung cấp nước ngoài đối với thiết bị sản xuất và đo lường chuyên dụng.

Mỹ siết kiểm soát xuất khẩu, Trung Quốc tìm cách vượt rào cản

Từ thời Tổng thống Joe Biden, Mỹ đã bắt đầu siết kiểm soát xuất khẩu đối với công nghệ lượng tử của Trung Quốc. Tháng 9/2024, Washington áp đặt hạn chế xuất khẩu đối với máy tính lượng tử, linh kiện quan trọng và phần mềm liên quan.

Đến tháng 1/2025, lệnh cấm phần lớn các khoản đầu tư của Mỹ vào lĩnh vực lượng tử Trung Quốc chính thức có hiệu lực. Tháng 3/2025, chính quyền Tổng thống Donald Trump tiếp tục đưa khoảng 80 công ty vào danh sách hạn chế xuất khẩu, trong đó hơn 50 công ty là của Trung Quốc.

Nhiều tổ chức lượng tử lớn của Trung Quốc như Quantum CTEK, Origin Quantum, USTC hay Viện Công nghệ Lượng tử Tế Nam đều nằm trong diện bị hạn chế. Washington cho rằng các công nghệ này có thể được sử dụng cho mục đích quân sự, phát triển siêu máy tính và tăng cường năng lực AI.

Tuy nhiên, các công ty Trung Quốc vẫn tiếp tục tìm cách vượt qua rào cản bằng cách mua thiết bị từ các nhà cung cấp ngoài Mỹ và phát triển những hướng công nghệ ít phụ thuộc vào linh kiện phương Tây. Ví dụ, Origin Quantum từng cho biết công ty sử dụng thiết bị của hãng SÜSS MicroTec của Đức để chế tạo chip lượng tử siêu dẫn.

Các nhà khoa học Trung Quốc cũng đang đẩy mạnh nghiên cứu điện toán lượng tử quang tử và nguyên tử trung hòa - những hướng phát triển không phụ thuộc quá nhiều vào hệ thống làm lạnh đặc biệt vốn bị phương Tây kiểm soát chặt.

Theo số liệu của McKinsey, công ty tư vấn toàn cầu chuyên phân tích kinh tế và công nghệ, được truyền thông Trung Quốc dẫn lại, nước này đã đầu tư khoảng 15 tỷ USD cho lĩnh vực lượng tử trong năm 2024, cao hơn gấp đôi tổng mức đầu tư của doanh nghiệp và chính phủ Mỹ cộng lại. Dù vậy, nhiều chuyên gia cho rằng phần lớn khoản đầu tư của Trung Quốc hiện vẫn tập trung vào cơ sở hạ tầng và truyền thông lượng tử, trong khi Mỹ tiếp tục giữ lợi thế rõ rệt trong lĩnh vực điện toán lượng tử cốt lõi.

Giới quan sát nhận định cuộc cạnh tranh lượng tử giữa Mỹ và Trung Quốc sẽ còn kéo dài trong nhiều năm tới và có thể trở thành một trong những mặt trận công nghệ quan trọng nhất thế giới trong tương lai.