Từ dự báo thời tiết đến gọi điện bảo mật: Công nghệ lượng tử Trung Quốc đang thương mại hóa ra sao?

Một bước chuyển về tiêu chí thành công

Công nghệ lượng tử Trung Quốc đang bước ra khỏi giai đoạn chủ yếu được đánh giá bằng các thí nghiệm trong phòng lab. Mục tiêu mới là xây dựng hệ thống có thể vận hành, tích hợp với hạ tầng điện toán hiện có và cung cấp dịch vụ cho khách hàng.

Tuy nhiên, quá trình này không diễn ra đồng đều. Liên lạc lượng tử và cảm biến đang đi trước, còn điện toán lượng tử mới bắt đầu cho thấy lợi ích trong một số bài toán hẹp khi kết hợp với máy tính cổ điển. Những máy tính lượng tử có khả năng chống lỗi hoàn toàn vẫn còn cách nhiều năm.

Dự báo thời tiết: từ mô hình thử nghiệm đến bài toán vận hành

Một nhóm hợp tác giữa Đại học Phục Đán và Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) cho biết học máy lượng tử có thể vượt qua các mạng nơ-ron cổ điển quy mô lớn trong một số bài toán dự báo chuỗi thời gian thực tế, chẳng hạn nhiệt độ và độ ẩm tại đô thị. Nghiên cứu liên quan cũng đang được hướng tới các bài toán khí tượng khó hơn, gồm dự báo mưa lớn và bão.

Điểm đáng chú ý là lợi ích được đo bằng chất lượng dự báo trên dữ liệu thực, thay vì chỉ bằng việc trình diễn một trạng thái lượng tử đặc biệt. Dù vậy, kết quả này chưa đồng nghĩa mọi hệ thống dự báo thời tiết đã được thay thế bằng máy tính lượng tử; việc triển khai thực tế còn phụ thuộc vào dữ liệu, hạ tầng và khả năng so sánh với những mô hình cổ điển mạnh nhất.

Từ sàng lọc phân tử đến nghiên cứu thuốc

Origin Quantum và các nhà nghiên cứu USTC đã triển khai một mạng nơ-ron đồ thị được tăng cường bằng lượng tử trên máy tính lượng tử siêu dẫn Origin Wukong. Theo các kết quả được báo cáo, độ chính xác trong sàng lọc thuốc kháng virus HIV tăng từ 73% lên 97%, trong khi độ chính xác dự đoán thuốc điều trị Alzheimer tăng từ 64% lên 70%.

Đây là những kết quả đáng chú ý ở cấp độ sàng lọc tính toán, nhưng chưa phải bằng chứng rằng máy tính lượng tử đã tạo ra một loại thuốc được xác nhận lâm sàng. Các bước nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, đánh giá độ an toàn và thử nghiệm trên người vẫn là điều bắt buộc trước khi thuốc có thể được sử dụng rộng rãi.

Liên lạc lượng tử là mảng thương mại hóa rõ nhất

Trong các nhánh công nghệ lượng tử, liên lạc lượng tử hiện có bằng chứng thương mại hóa rõ ràng nhất. Trung Quốc đã xây dựng mạng liên lạc lượng tử cấp nhà mạng dài hơn 10.000 km, với mục tiêu chuyển từ các mạng thử nghiệm công nghệ sang hạ tầng vận hành ổn định.

Hơn 40 thành phố lớn của Trung Quốc đã triển khai mạng liên lạc lượng tử đô thị. Những mạng này tạo nền tảng cho các dịch vụ bảo mật lượng tử dành cho cơ quan nhà nước, doanh nghiệp và người dùng cá nhân.

China Telecom Quantum Group cho biết các dịch vụ gọi điện bảo mật sử dụng phân phối khóa lượng tử (QKD) đã phục vụ hơn 7 triệu người dùng và 5.000 khách hàng tổ chức. QKD là công nghệ bảo vệ quá trình trao đổi khóa mã hóa; nó không tự động khiến mọi thành phần khác của hệ thống liên lạc trở nên an toàn tuyệt đối. Đây là điểm cần được phân biệt khi đánh giá các tuyên bố về “liên lạc lượng tử an toàn”.

Cảm biến lượng tử có thể đi trước máy tính lượng tử

Trong lĩnh vực y tế, hệ thống đo từ tim bằng từ kế spin lượng tử của CIQTEK được phát triển nhằm hỗ trợ sàng lọc tim mạch nhanh và không xâm lấn.

Trường hợp này cho thấy một hướng thương mại hóa thực tế: cảm biến lượng tử có thể được đưa vào ứng dụng trước máy tính lượng tử đa dụng. Chúng giải quyết những bài toán đo lường cụ thể mà không cần một bộ xử lý lượng tử quy mô lớn, có khả năng sửa lỗi ở cấp độ hoàn chỉnh.

Mô hình lai thay vì thay thế siêu máy tính

Trung tâm điện toán lai tại Hợp Phì kết hợp một siêu máy tính hiệu năng cao với hai máy tính lượng tử siêu dẫn và một máy tính lượng tử ion bẫy. Cấu trúc này phản ánh cách phân chia công việc trong tương lai gần.

Hệ thống cổ điển vẫn đảm nhiệm phần lớn khối lượng xử lý, gồm chuẩn bị dữ liệu, điều khiển, giảm thiểu lỗi và tối ưu hóa. Bộ xử lý lượng tử chỉ đóng vai trò bộ tăng tốc chuyên dụng cho một số tiểu bài toán phù hợp.

Vì các máy tính lượng tử chống lỗi hoàn toàn vẫn còn nhiều năm nữa mới xuất hiện, kỳ vọng chúng sớm thay thế các siêu máy tính cổ điển là không thực tế. Mô hình có khả năng triển khai hơn là để hai loại máy phối hợp, tận dụng ưu thế riêng của từng bên.

Hệ sinh thái Hợp Phì và vai trò của chính sách

Hợp Phì đã hình thành một cụm công nghiệp lượng tử quy tụ hơn 100 doanh nghiệp, kết nối trường đại học, phòng thí nghiệm quốc gia, công ty phần cứng, nhà mạng và các đơn vị sử dụng công nghệ. Một số báo cáo cho biết hệ sinh thái này có 107 doanh nghiệp và tạo doanh thu hằng năm hơn 6 tỷ nhân dân tệ.

Tỉnh An Huy cũng được cho là đang tổ chức thử nghiệm công nghệ lượng tử trong hàng trăm kịch bản thực tế, đồng thời lên kế hoạch cho quỹ lượng tử trị giá 10 tỷ nhân dân tệ. Các biện pháp này giúp giảm chi phí và rủi ro cho doanh nghiệp khi thử nghiệm sản phẩm trước khi thị trường đại chúng hình thành.

Các phân tích độc lập nhận định hoạt động thương mại trong lĩnh vực liên lạc lượng tử của Trung Quốc trưởng thành hơn so với điện toán và cảm biến lượng tử, đồng thời nhấn mạnh mối liên hệ chặt chẽ giữa ngành này với nguồn vốn và mục tiêu của nhà nước.

Bắt đầu xuất khẩu công nghệ

Các doanh nghiệp Trung Quốc không chỉ công bố nghiên cứu mà còn bắt đầu đưa phần cứng và năng lực triển khai ra nước ngoài. Origin Quantum đã theo đuổi hoạt động xuất khẩu, trong khi kế hoạch xây dựng máy tính lượng tử ion bẫy đầu tiên của Thái Lan cho thấy nhu cầu quốc tế có thể mở rộng sang lắp đặt thiết bị, đào tạo, truy cập điện toán đám mây và phát triển ứng dụng tại chỗ.

Tuy nhiên, quốc tế hóa không đồng nghĩa thị trường sẽ mở hoàn toàn. Các biện pháp kiểm soát xuất khẩu và căng thẳng địa chính trị có thể hạn chế thị trường, đối tác cũng như chuỗi cung ứng của các công ty lượng tử Trung Quốc.

Giá trị kinh tế mới là phép thử quan trọng

Sự chuyển dịch này làm thay đổi câu hỏi trung tâm của ngành. Vấn đề không còn chỉ là “thiết bị có thể tạo ra hiệu ứng lượng tử hay không”, mà là:

• Mô hình có giúp dự báo thời tiết tốt hơn không?
• Thuật toán có giảm lượng điện tái tạo bị cắt giảm không?
• Hệ thống có hỗ trợ xếp hạng các ứng viên thuốc không?
• Dịch vụ có bảo vệ liên lạc hiệu quả hơn không?
• Cảm biến có rút ngắn thời gian sàng lọc bệnh không?
• Sản phẩm có tạo ra giá trị đủ lớn cho khách hàng hay không?

Bằng chứng hiện mạnh nhất ở liên lạc lượng tử và cảm biến. Các tuyên bố về điện toán lượng tử cũng cho thấy tiến bộ đáng kể, nhưng vẫn mang tính ứng dụng hẹp, phụ thuộc vào kiến trúc lai và cần được đối chiếu cẩn trọng với các phương pháp cổ điển tốt nhất. Trung Quốc vì thế đang đi theo con đường thực dụng hơn: không chờ đến khi máy tính lượng tử hoàn hảo xuất hiện, mà từng bước đưa công nghệ lượng tử vào những bài toán có thể đo lường được lợi ích.