Ông Trump đặt mục tiêu Mỹ có máy tính lượng tử vào năm 2028, đồng thời thúc đẩy chuyển đổi mã hóa hậu lượng tử trên toàn quốc

Chính quyền Tổng thống Donald Trump vừa ban hành một sắc lệnh hành pháp yêu cầu xây dựng một chương trình quốc gia nhằm phát triển máy tính lượng tử đủ mạnh để mở ra giai đoạn “khám phá khoa học được tăng tốc bởi lượng tử”. Máy tính lượng tử là loại hệ thống tính toán sử dụng qubit — hay bit lượng tử — thay vì bit truyền thống, cho phép xử lý những bài toán cực kỳ phức tạp theo cách mà máy tính cổ điển rất khó đạt được. Theo Nhà Trắng, mục tiêu của chương trình không chỉ là tạo ra đột phá khoa học mà còn bảo đảm Mỹ duy trì lợi thế công nghệ chiến lược trước các đối thủ toàn cầu.

Chương trình mới được đặt tên là Quantum Computer for Application Development and Discovery Science, viết tắt là QC-ADDS. Dù tên gọi khá dài, ý tưởng cốt lõi khá rõ ràng: huy động các cơ quan liên bang, giới nghiên cứu và doanh nghiệp cùng phát triển ít nhất một hệ thống lượng tử hoàn chỉnh để triển khai tại một cơ sở của Bộ Năng lượng Mỹ (DoE), sau đó mở quyền truy cập cho cộng đồng khoa học. Việc điều phối sẽ do Michael Kratsios, Trợ lý Tổng thống phụ trách Khoa học và Công nghệ, đảm nhiệm, với sự tham gia của các Bộ Năng lượng, Quốc phòng, Thương mại cùng cộng đồng tình báo.

Nhà Trắng tin rằng mục tiêu này có thể đạt được vào năm 2028, tức Mỹ có thể vận hành ít nhất một hệ thống lượng tử quy mô lớn trước khi nhiệm kỳ hiện tại kết thúc. Tuy nhiên, đây được xem là tuyên bố rất táo bạo. Trong nhiều thập niên, điện toán lượng tử luôn được mô tả là bước đột phá “sắp thành hiện thực”, nhưng tiến triển thực tế vẫn chậm hơn kỳ vọng. Một trong những thách thức lớn nhất là sửa lỗi lượng tử, tức khả năng kiểm soát sai số phát sinh khi qubit cực kỳ nhạy với nhiễu từ môi trường. Khi bị tác động, qubit có thể mất đi các tính chất cốt lõi như chồng chập — trạng thái cho phép tồn tại nhiều khả năng cùng lúc — và vướng víu lượng tử, hiện tượng các qubit liên kết với nhau theo cách mà trạng thái của qubit này ảnh hưởng trực tiếp đến qubit khác.

Các hệ thống lượng tử hiện nay cũng vẫn đối mặt với bài toán quy mô. Những máy đầu tiên vượt mốc 1.000 qubit chỉ mới xuất hiện trong vài năm gần đây. Một startup được Intel hậu thuẫn là QuantWare tuyên bố họ có thể đưa ra phần cứng đạt tới 10.000 qubit vào năm 2028. Dù vậy, nhiều chuyên gia cho rằng để xử lý các bài toán thật sự hữu ích trong khoa học, vật liệu, hóa học hay tối ưu hóa công nghiệp, máy tính lượng tử có thể cần tới hàng trăm nghìn, thậm chí hàng triệu qubit ổn định. Nói cách khác, số lượng qubit chỉ là một phần của câu chuyện; chất lượng qubit và khả năng sửa lỗi mới là yếu tố quyết định.

Sắc lệnh không nêu cụ thể ngân sách cho tham vọng lượng tử mới. Tuy nhiên, các báo cáo trước đó cho thấy chính quyền Mỹ có thể phân bổ hơn 2 tỷ USD cho nhiều công ty nghiên cứu lượng tử, cùng thêm 1,375 tỷ USD cho GlobalFoundries và IBM để phát triển các “quantum foundries” — có thể hiểu là các cơ sở sản xuất nền tảng và linh kiện chuyên biệt phục vụ phần cứng lượng tử. Khi được hỏi về chi phí, Nhà Trắng cho biết các cơ quan liên quan trước mắt có thể sử dụng nguồn vốn hiện có và phối hợp với Văn phòng Quản lý và Ngân sách (OMB) để xây dựng kế hoạch tài trợ dài hạn.

Điểm đáng chú ý là sắc lệnh không chỉ tập trung vào việc tạo ra máy tính lượng tử, mà còn yêu cầu các cơ quan liên bang dẫn dắt quá trình chuyển đổi trên toàn quốc sang mã hóa hậu lượng tử, hay post-quantum cryptography (PQC). Đây là nhóm thuật toán mã hóa mới được thiết kế để chống lại các cuộc tấn công từ máy tính lượng tử trong tương lai. Lý do là khi công nghệ lượng tử đủ mạnh, nó có thể phá vỡ một số phương pháp mã hóa phổ biến hiện nay đang bảo vệ dữ liệu nhạy cảm, giao dịch và liên lạc số.

Theo kế hoạch, Cơ quan An ninh Quốc gia Mỹ (NSA) và Bộ An ninh Nội địa (DHS) sẽ đóng vai trò chủ chốt trong việc ban hành hướng dẫn để các cơ quan khác chuyển sang sử dụng cơ chế mã hóa kháng lượng tử. Chính phủ Mỹ kỳ vọng một số “tài sản giá trị cao” — tức các hệ thống và dữ liệu đặc biệt quan trọng — sẽ hoàn tất bảo vệ theo tiêu chuẩn mới vào giai đoạn 2030 hoặc 2031, tùy từng trường hợp sử dụng. Một chương trình thí điểm nhằm chứng minh việc chuyển đổi thành công cũng được chờ đợi ngay trong năm tới.

Phạm vi của chiến dịch này không dừng ở khối cơ quan nhà nước. Chính quyền Mỹ cho biết sẽ hỗ trợ các đơn vị vận hành hạ tầng trọng yếu áp dụng các biện pháp bảo vệ tương tự, bao gồm lưới điện, hệ thống nước và mạng lưới giao thông. Đồng thời, Hội đồng Quy định Mua sắm Liên bang sẽ yêu cầu các nhà thầu đáp ứng các tiêu chuẩn an ninh mạng liên bang cụ thể trước cuối năm 2030. Điều này cho thấy điện toán lượng tử không còn chỉ là một cuộc đua nghiên cứu, mà đang dần trở thành vấn đề chính sách công nghiệp, an ninh quốc gia và bảo vệ chuỗi cung ứng số.

Nếu kế hoạch thành công, Mỹ có thể tạo ra một cú hích lớn cho lĩnh vực HPC, tức điện toán hiệu năng cao, nơi các hệ thống siêu máy tính và nền tảng tính toán tiên tiến được dùng để giải quyết các bài toán khoa học và công nghiệp ở quy mô cực lớn. Tuy nhiên, khoảng cách từ sắc lệnh chính trị đến cỗ máy lượng tử thực sự hữu dụng vẫn rất xa. Trong ngắn hạn, giới công nghệ có lẽ sẽ theo dõi hai câu hỏi quan trọng nhất: liệu Mỹ có thể tạo ra bước tiến đủ lớn về phần cứng lượng tử trước năm 2028 hay không, và liệu quá trình chuyển đổi sang mã hóa hậu lượng tử có diễn ra đủ nhanh để bảo vệ dữ liệu trước khi mối đe dọa trở thành hiện thực.