Công nghệ lượng tử - chiến lược quốc gia trong bảo vệ chủ quyền công nghệ, ATTT

Công nghệ lượng tử đặt ra nhiều thách thức bảo mật

Cuộc cách mạng lượng tử lần thứ nhất vào đầu thế kỷ XX đánh dấu sự ra đời của cơ học lượng tử đã đặt nền móng lý thuyết cho vật lý hiện đại, dẫn đến sự ra đời của bán dẫn, tia laser, vi xử lý và công nghệ thông tin (CNTT).

Ngày nay, thế giới đang bước vào cuộc cách mạng lượng tử lần thứ hai với điểm khác biệt căn bản là con người không chỉ dừng lại ở việc quan sát hay giải thích các hiện tượng lượng tử ở quy mô vi mô, mà đã tiến tới khả năng kiểm soát, thao tác và điều khiển trực tiếp trên từng trạng thái lượng tử đơn lẻ [4]. Sự chuyển biến về chất này đang hình thành nên ba trụ cột công nghệ cách mạng gồm:

Tính toán lượng tử (quantum computing): Dựa trên các nguyên lý chồng tọa độ (superposition) và rối lượng tử (entanglement) để tạo nên các qubit (bit lượng tử). Máy tính lượng tử sở hữu năng lực xử lý siêu song song, có khả năng giải quyết các bài toán tối ưu hóa phức tạp, mô phỏng vật liệu hay phân tích dữ liệu lớn trong thời gian tính bằng giây, trong khi các siêu máy tính truyền thống mạnh nhất hiện nay phải mất hàng nghìn năm.

Truyền thông và mật mã lượng tử (quantum communication and cryptography): Khai thác nguyên lý bất định Heisenberg và định lý không sao chép trạng thái lượng tử (no-cloning theorem) để tạo ra các phương thức truyền tin và phân phối khóa bảo mật tuyệt đối, chống lại mọi hình thức nghe lén hay can thiệp mà không bị phát hiện.

Cảm biến và đo lường lượng tử (quantum sensing and metrology): Đạt độ nhạy và độ chính xác vượt trội ở quy mô nguyên tử, cho phép đo đạc gia tốc, từ trường, trọng lực hay thời gian với độ chính xác gấp hàng triệu lần thiết bị truyền thống [4, 5] (Hình 1).

Hạ tầng an ninh mạng toàn cầu hiện nay vận hành dựa trên các thuật toán mật mã khóa công khai truyền thống như thuật toán Rivest-Shamir-Adleman (RSA), Elliptic Curve Cryptography (ECC) hay Diffie-Hellman dựa trên độ khó của các bài toán toán học kinh điển [3, 6]. Một máy tính truyền thống dù mạnh nhất thế giới cũng cần hàng triệu năm để giải các bài toán này.

Tuy nhiên, sự ra đời của thuật toán Shor thiết kế cho máy tính lượng tử đã thay đổi hoàn toàn cục diện với khả năng xử lý khoảng vài nghìn qubit vật lý có thể bẻ khóa các chuẩn mã hóa RSA và ECC chỉ trong vài phút [6]. Điều này đặt an toàn thông tin (ATTT) toàn cầu trước một nguy cơ được gọi là chiến lược “Thu thập ngay, Giải mã sau” (Harvest Now, Decrypt Later) [3].

Các cơ quan tình báo và những tổ chức tội phạm đã và đang thu thập, lưu trữ khối lượng khổng lồ các dữ liệu bị mã hóa những dữ liệu chiến lược này sẽ bị “bóc tách” khi máy tính lượng tử thương mại đạt độ chín trong thời gian tới. Sự phá vỡ tính bảo mật của dữ liệu quá khứ này sẽ gây ra hậu quả khó lường đối với an ninh quốc gia (hình 2).

Không dừng lại ở lĩnh vực thông tin, công nghệ lượng tử đang trực tiếp thay đổi bản chất của các cuộc xung đột quân sự và hoạt động an ninh hiện đại. Các hệ thống radar truyền thống dựa trên sóng điện từ đang dần mất hiệu quả trước công nghệ tàng hình. Radar lượng tử sử dụng các cặp photon bị rối lượng tử có thể dễ dàng phát hiện các phương tiện bay tàng hình, tàu ngầm hoạt động dưới lòng biển sâu hoặc các mục tiêu ngụy trang tinh vi mà không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện tử hay các biện pháp tác chiến điện tử thông thường [5].

Sự kết hợp giữa máy tính lượng tử và thuật toán học máy giúp tối ưu hóa luồng hậu cần quân sự, phân tích hình ảnh vệ tinh theo thời gian thực và mô phỏng các phương án tác chiến chiến lược phức tạp chỉ trong chớp mắt, mang lại lợi thế vượt trội cho bên nắm giữ công nghệ [3].

Chủ quyền công nghệ lượng tử trong thế giới đa cực

Trong bối cảnh các công nghệ nền tảng ngày càng quyết định năng lực cạnh tranh quốc gia, khái niệm chủ quyền công nghệ được nhiều quốc gia quan tâm như một thành tố mới của chủ quyền quốc gia. Khái niệm này đã không ngừng được mở rộng, từ chủ quyền lãnh thổ truyền thống bao gồm đất liền, vùng trời, vùng biển và lòng đất, nhân loại đã tiến sang xác lập chủ quyền trên không gian mạng [2].

Trong giai đoạn hiện nay, chủ quyền quốc gia cần tiếp tục được hoàn thiện và mở rộng thêm một thành tố cốt lõi là chủ quyền công nghệ - được hiểu là khả năng của một quốc gia trong việc tự chủ nghiên cứu, phát triển, sản xuất, kiểm soát và bảo vệ các công nghệ nền tảng, thiết yếu, không bị lệ thuộc đơn phương hoặc bị chi phối bởi các thế lực bên ngoài. Trong không gian đó, công nghệ lượng tử, trí tuệ nhân tạo (AI) và công nghệ bán dẫn chính là “kiềng ba chân” quyết định năng lực tự chủ công nghệ của mọi quốc gia trong thế kỷ XXI.

Các cường quốc trên thế giới đang coi công nghệ lượng tử là “vũ khí chiến lược” và bước vào một cuộc đua quyết liệt (hình 3). Nếu Việt Nam đứng ngoài cuộc đua này hoặc thụ động chờ đợi công nghệ chuyển giao từ bên ngoài, chúng ta sẽ phải đối mặt với những nguy cơ vô cùng nghiêm trọng, cụ thể:

Thứ nhất, phụ thuộc vào hạ tầng an ninh của nước ngoài. Sử dụng phần cứng và phần mềm mã hóa nhập khẩu khiến hệ thống mạng quốc gia luôn tồn tại các “cửa hậu” (backdoor) tiềm ẩn mà chúng ta không thể kiểm soát.

Thứ hai, trở thành “vùng lõm” ATTT. Khi thế giới chuyển dịch sang các chuẩn bảo mật lượng tử, nếu chậm cập nhật toàn bộ mạng lưới công nghệ thông tin và giao dịch quốc tế của Việt Nam sẽ trở thành mục tiêu tấn công dễ dàng nhất.

Thứ ba, mất khả năng cạnh tranh kinh tế. Sự thiếu hụt năng lực tính toán lượng tử sẽ khiến các ngành công nghiệp mũi nhọn của Việt Nam như dược phẩm, vật liệu mới, tài chính, logistics tụt hậu xa so với thế giới.

Xu hướng chiến lược quốc tế và vị thế của Việt Nam

Các quốc gia hàng đầu đã sớm nhận thức được tầm quan trọng của công nghệ lượng tử và ban hành các chiến lược cấp quốc gia với nguồn ngân sách khổng lồ. Mỹ đã thông qua Đạo luật Sáng kiến lượng tử quốc gia (National Quantum Initiative Act) với ngân sách đầu tư ban đầu vượt 3 tỷ USD, tập trung chiến lược vào việc duy trì vị thế dẫn đầu trong tính toán lượng tử, xây dựng hệ sinh thái phần mềm lượng tử thương mại và tiên phong trong việc chuẩn hóa Mật mã hậu lượng tử (Post-Quantum Cryptography - PQC) thông qua Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) Mỹ [3].

Trung Quốc coi công nghệ lượng tử là trọng tâm trong kế hoạch phát triển quốc gia với ngân sách ước tính vượt 15 tỷ USD và đã đạt được những bước tiến kinh ngạc trong lĩnh vực Truyền thông lượng tử, xây dựng thành công mạng phân phối khóa lượng tử kết hợp giữa cáp quang mặt đất dài hàng nghìn km và vệ tinh lượng tử “Mặc Tử”, hướng tới mục tiêu xây dựng mạng Internet lượng tử toàn cầu [5]. Liên minh Châu Âu (EU) đã đưa vào vận hành chương trình điểm công nghệ lượng tử (Quantum Technologies Flagship) với tổng kinh phí hơn 10 tỷ EUR [4] và tập trung nguồn lực vào phát triển cảm biến lượng tử, đo lường lượng tử, xây dựng hệ thống siêu máy tính lai ghép (kết hợp giữa siêu máy tính truyền thống và máy gia tốc lượng tử).

Đánh giá khách quan, Việt Nam bước vào cuộc đua lượng tử với cả những lợi thế căn bản và những thách thức không nhỏ, trong đó:

Về lợi thế và tiềm năng: Việt Nam sở hữu đội ngũ trí thức, nhà khoa học vật lý lý thuyết, toán học và CNTT có năng lực cao cả trong nước và đang làm việc tại các trung tâm nghiên cứu hàng đầu trên thế giới. Đảng và Nhà nước ta có quyết tâm chính trị rất cao trong việc thúc đẩy khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số (KHCN, ĐMST và CĐS). Lực lượng lao động trẻ, nhạy bén với công nghệ mới cũng là một điểm tựa quan trọng.

Về khó khăn, thách thức: Đầu tư cho nghiên cứu và phát triển (R&D) công nghệ cao ở Việt Nam còn phân tán, thiếu tập trung; chưa có các phòng thí nghiệm trọng điểm đạt chuẩn quốc tế về công nghệ lượng tử thực nghiệm; nguồn nhân lực chuyên sâu về kỹ thuật lượng tử, vật lý lượng tử thực nghiệm và kỹ nghệ phần cứng lượng tử còn rất mỏng. Bên cạnh đó, Việt Nam hiện chưa có một Chiến lược quốc gia riêng biệt, thống nhất để định hướng cho sự phát triển của ngành này.

Giải pháp bảo đảm chủ quyền công nghệ, an toàn thông tin kỷ nguyên lượng tử

Nhằm tạo bệ phóng công nghệ mới, bảo đảm chủ quyền công nghệ, ATTT, nâng cao năng lực cạnh tranh Việt Nam, dưới đây tổng hợp một số đề xuất giải pháp đồng bộ, quyết liệt và có lộ trình chặt chẽ trong đó tập trung vào một số nội dung sau:

Một là, xây dựng “Chiến lược Quốc gia về công nghệ lượng tử”

Tại cuộc họp Thường trực Ban Chỉ đạo Trung ương về phát triển KHCN, ĐMST và CĐS tháng 5/2026, Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm nhấn mạnh “công nghệ lượng tử là vấn đề chiến lược quốc gia, không chỉ là vấn đề nghiên cứu khoa học đơn thuần”.

Do đó, thiết nghĩ Việt Nam cần khẩn trương xây dựng Chiến lược Quốc gia về nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ lượng tử đến năm 2030, tầm nhìn 2045, trong đó xác định công nghệ lượng tử là công nghệ hạ tầng chiến lược đặc biệt của quốc gia.

Cùng với đó, xem xét thành lập Hội đồng Chiến lược Lượng tử Quốc gia do Thủ tướng Chính phủ làm Chủ tịch, với sự tham gia của Lãnh đạo các Bộ: Khoa học và Công nghệ, Quốc phòng, Công an cùng các chuyên gia hàng đầu. Hội đồng có nhiệm vụ điều phối thống nhất mọi nguồn lực quốc gia, loại bỏ sự chồng chéo, phân tán giữa các cơ quan; xây dựng cơ chế chính sách đặc thù, chấp nhận rủi ro trong nghiên cứu khoa học; áp dụng cơ chế khoán sản phẩm cuối cùng và đơn giản hóa thủ tục hành chính cho các dự án R&D về lượng tử.

Hai là, xây dựng hạ tầng quốc gia và các phòng thí nghiệm trọng điểm.

Cần đầu tư ngân sách nhà nước kết hợp huy động nguồn lực DN để xây dựng Trung tâm R&D Công nghệ Lượng tử Quốc gia đặt tại các Khu công nghệ cao ở Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh và Đà Nẵng; Đẩy mạnh mô hình hợp tác công - tư, khuyến khích các tập đoàn công nghệ lớn hình thành các trung tâm R&D lượng tử thương mại, từng bước nội địa hóa các thiết bị phần cứng viễn thông lượng tử [2].

Ba là, đào tạo, thu hút và trọng dụng nguồn nhân lực chất lượng cao.

Cần xem xét triển khai Chương trình trọng điểm quốc gia về phát triển nhân lực lượng tử, bổ sung ngành Khoa học và Kỹ thuật lượng tử vào danh mục đào tạo đại học (ĐH) và sau ĐH tại các trường ĐH hàng đầu như ĐH Quốc gia Hà Nội, ĐH Bách khoa Hà Nội cũng như các học viện, trường Công an, Quân đội như Học viện Cảnh sát nhân dân, Học viện Kỹ thuật quân sự.

Đồng thời, cần nghiên cứu cấp học bổng toàn phần từ ngân sách nhà nước để gửi các sinh viên đi đào tạo chuyên sâu về lượng tử tại các quốc gia tiên tiến; xây dựng cơ chế vượt trội về lương, thưởng, môi trường làm việc nhằm thu hút các nhà khoa học, các chuyên gia hàng đầu trực tiếp chủ trì các phòng thí nghiệm lượng tử quốc gia.

Bốn là, xây dựng lộ trình Chuyển đổi An toàn lượng tử quốc gia.

Quá trình chuyển đổi toàn bộ hạ tầng an ninh thông tin của quốc gia sang khả năng kháng lượng tử phải được thực hiện theo các giai đoạn chiến lược rõ ràng, trong đó:

Giai đoạn 1 (2026 - 2027): Đánh giá rủi ro và Kiểm kê mật mã, tiến hành rà soát, kiểm kê toàn bộ hệ thống lưu trữ dữ liệu, thuật toán mã hóa và kênh truyền thông tin đang sử dụng trong hệ thống cơ quan Đảng, Nhà nước, lực lượng vũ trang, hệ thống ngân hàng, năng lượng và viễn thông; Xác định chính xác các điểm yếu và danh mục dữ liệu cần ưu tiên bảo vệ [3];

Giai đoạn 2 (2027 - 2028): Thí điểm giải pháp Mật mã Hậu lượng tử, triển khai thử nghiệm các thuật toán Mật mã Hậu lượng tử (PQC) và thiết bị Phân phối khóa lượng tử (QKD) do Việt Nam tự chủ nghiên cứu trên một số mạng truyền thông cơ mật cấp Trung ương và hệ thống giao dịch của Ngân hàng Nhà nước;

Giai đoạn 3 (2028 - 2030): Chuyển đổi diện rộng, bắt buộc áp dụng các tiêu chuẩn mật mã kháng lượng tử đối với toàn bộ Hạ tầng thông tin quan trọng về an ninh quốc gia; Hoàn thành việc thay thế các chuẩn mã hóa cũ RSA/ECC bằng các chuẩn PQC/QKD mới [6];

Giai đoạn 4 (Tầm nhìn 2030 - 2045): Tự chủ công nghệ và xuất khẩu giải pháp, Việt Nam tự chủ hoàn toàn việc thiết kế, sản xuất phần cứng, phần mềm và các giải pháp an toàn lượng tử; đủ năng lực cung cấp các dịch vụ và sản phẩm an ninh lượng tử cho các quốc gia trong khu vực và trên thế giới.

Năm là, tăng cường hợp tác quốc tế và chủ động hội nhập công nghệ.

Một số giải pháp cần xem xét là: Chủ động, tích cực tham gia vào các diễn đàn, tổ chức quốc tế về chuẩn hóa mật mã và an toàn lượng tử; Đẩy mạnh hợp tác song phương và đa phương với các quốc gia, các viện nghiên cứu có thế mạnh về công nghệ lượng tử trên nguyên tắc bình đẳng, cùng có lợi, tôn trọng độc lập, chủ quyền và bảo đảm tối cao an ninh quốc gia; Tận dụng hiệu quả các mạng lưới kết nối trí thức Việt Nam toàn cầu để làm cầu nối tiếp thu các tri thức, công nghệ mới nhất về nước.

Kết luận

Cuộc đua công nghệ lượng tử không còn là câu chuyện viễn tưởng hay mục tiêu của tương lai xa, mà đang diễn ra từng ngày, từng giờ trên phạm vi toàn cầu. Đây vừa là thách thức đối với ATTT và chủ quyền quốc gia, vừa là cơ hội lịch sử để Việt Nam thực hiện bước nhảy vọt về KHCN, đưa đất nước bứt phá vươn lên. Nắm bắt cuộc cách mạng lượng tử chính là bảo vệ vững chắc “chủ quyền số”, “chủ quyền công nghệ”, bảo vệ Tổ quốc từ sớm, từ xa./.

“

Tài liệu tham khảo

[1] Đảng Cộng sản Việt Nam (2026), Nghị quyết Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng Cộng sản Việt Nam, https://xaydungchinhsach.chinhphu.vn/toan-van-nghi-quyet-dai-hoi-dai-bieu-toan-quoc-lan-thu-xiv-cua-dang-119260206221643667.htm, truy cập ngày 06/08/2026.

[2] Bộ Chính trị (2019), Nghị quyết số 52-NQ/TW ngày 27/9/2019 về một số chủ trương, chính sách chủ động tham gia cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư.

[3] World Economic Forum (2023), State of Quantum Computing: Transitioning to Quantum Security.

[4] European Commission (2022), The Quantum Technologies Flagship Strategic Research Agenda, EU Publications, https://qt.eu/about-quantum-flagship/strategic-research-and-industry-agenda-2030, truy cập ngày 03/07/2026.

[5] Chinese Academy of Sciences (2023), Strategic Progress in Quantum Communication and Quantum Sensing Infrastructure.

[6] National Institute of Standards and Technology (NIST) (2024), Post-Quantum Cryptography Standardization Process and Standards, NIST FIPS 203, 204, 205./.