Tại sao Mỹ cần một 'Oppenheimer lượng tử' để đánh bại Trung Quốc trong cuộc đua lượng tử

Cơ học lượng tử có tiềm năng thay đổi thế giới ngoài sức tưởng tượng ngông cuồng nhất của chúng ta. Trong khi có nhiều thách thức phải vượt qua, công nghệ lượng tử Hứa hẹn để cách mạng hóa nhiều lĩnh vực của cuộc sống từ máy tính và tài chính đến mật mã và khám phá thuốc. Những khả năng vô tận như vậy đã khiến nhiều quốc gia tạo ra chương trình lượng tử quốc gia để thúc đẩy tiến độ, được hỗ trợ bởi hàng tỷ đô la, bảng Anh, euro hoặc nhân dân tệ.

Quốc gia dẫn đầu cuộc đua khai thác sức mạnh của công nghệ lượng tử cho đến nay là Trung Quốc. Quốc gia này đã xây dựng một mạng cáp quang được bảo đảm bằng lượng tử dài 2000 km và vào năm 2017 đã trình diễn truyền thông vệ tinh được bảo đảm bằng lượng tử. Trong năm 2019 và 2020, Trung Quốc trình diễn “lợi thế lượng tử” – một ngưỡng quan trọng trên con đường dẫn đến những chiếc máy tính lượng tử mạnh mẽ – càng cho thấy sự tinh vi và khả năng tăng tốc của chương trình thông tin lượng tử của nó.

Trong cả giới chính trị và khoa học, một số người nhanh chóng bác bỏ những tiến bộ gần đây của Trung Quốc, xem các ấn phẩm của Trung Quốc với thái độ hoài nghi và khẳng định rằng nước này là một “con hổ giấy”. Tuy nhiên, một cuộc kiểm tra kỹ hơn về nghiên cứu lượng tử đã công bố của Trung Quốc cho thấy mức độ chi tiết, kết quả và sự hợp tác với các nhà nghiên cứu phương Tây cho thấy hổ có răng. Người Trung Quốc thực sự đang ưu tiên và thống trị không gian lượng tử, với mọi ý định giành chiến thắng trong cuộc đua công nghệ này.

Sự tiến bộ nhanh chóng của Trung Quốc thậm chí còn đáng lo ngại hơn đối với Mỹ khi người ta cho rằng Mỹ đã vượt xa Trung Quốc về công nghệ lượng tử vào đầu thế kỷ. Sự đảo ngược này được cho là do giảm tài trợ liên bang của Hoa Kỳ cho nghiên cứu lượng tử từ năm 2005 đến 2015.

Tuy nhiên, lời giải thích này đơn giản hóa quá mức những thất bại của Mỹ và cũng không công nhận Trung Quốc về những tiến bộ của chính họ. Không thể tránh khỏi, tình hình trở nên tồi tệ ở Hoa Kỳ, với những lo ngại khác nhau, từ việc Trung Quốc phát triển một máy tính lượng tử có khả năng bẻ khóa các mã an toàn nhất của chúng ta, đến các năng lực công nghiệp và quân sự tiên tiến của Trung Quốc vượt xa khả năng của chúng ta.

Với cam kết và tiến bộ ổn định của Trung Quốc, cuộc trò chuyện ở Hoa Kỳ giờ đây phải chuyển sang đặt câu hỏi nghiêm túc về mức độ cam kết của chúng tôi và về sự cần thiết phải tạo ra một mốc thời gian để đẩy nhanh chương trình lượng tử của Hoa Kỳ. Các cuộc thảo luận như vậy phải tập trung vào phòng thủ ngắn hạn, sự tham gia của ngành và các hành động chính sách trực tiếp giải quyết câu hỏi: làm thế nào Hoa Kỳ có thể bắt kịp – và vượt qua – Trung Quốc trong cuộc đua lượng tử?

Một “Sa hoàng lượng tử”

Vào năm 2019, Hoa Kỳ đã phê duyệt 1.3 tỷ đô la tài trợ liên bang trong XNUMX năm cho nghiên cứu và phát triển lượng tử. Phần lớn số tiền dành cho các phòng thí nghiệm quốc gia và các trường đại học hàn lâm để nghiên cứu, phát triển chương trình giảng dạy lượng tử mới, xây dựng các cơ sở thử nghiệm lượng tử và phát triển lực lượng lao động lượng tử. Ngược lại, các phòng thí nghiệm và trường đại học quốc gia này dự kiến ​​sẽ thu hút các đối tác trong ngành để thúc đẩy ngành công nghiệp lượng tử của Hoa Kỳ với khả năng tiếp cận đầu tư tư nhân dẫn đến thương mại hóa.

Thật không may, chiến lược này dựa trên ba giả định sai lầm – tất cả đều liên quan đến thời gian. Đầu tiên, chúng tôi có chiến lược “để trăm hoa đua nở”, giả định rằng Hoa Kỳ có nhiều thời gian để khám phá, trưởng thành và sau đó cắt bỏ những con đường không hiệu quả từ vô số giải pháp lượng tử dồi dào.

Thứ hai, nó giả định rằng các phòng thí nghiệm quốc gia và các tổ chức học thuật độc lập của quốc gia sẽ thúc đẩy công nghệ lượng tử với tốc độ phù hợp, hoặc thậm chí vượt xa các đối thủ cạnh tranh của Trung Quốc. Và thứ ba, nó giả định hàng tỷ đô la đầu tư tư nhân để chuyển nghiên cứu thành các giải pháp trưởng thành, định hướng thị trường.

Ngược lại, chương trình lượng tử của Trung Quốc được dẫn dắt bởi nhà vật lý lượng tử Jian Wei Pan và được quản lý bởi một nhóm phối hợp chặt chẽ giữa các đối tác học thuật, chính phủ và ngành. Chương trình này được cung cấp nguồn lực tốt, với ngân sách hàng năm ước tính lên tới hàng tỷ đô la và có sự hỗ trợ hoàn toàn của Đảng Cộng sản Trung Quốc. Cuộc chạy đua lượng tử của Mỹ với Trung Quốc theo một số cách có thể được so sánh với cuộc chạy đua phát triển công nghệ hạt nhân vào những năm 1940.

Có rất ít nỗ lực trong thời bình trước đây phù hợp với tầm quan trọng và tính cấp bách của khoa học liên quan đến việc mở ra kỷ nguyên lượng tử

Để bắt người Đức, Hoa Kỳ đã tạo ra Dự án Manhattan nơi các đối tác chính phủ, học thuật và công nghiệp chủ yếu làm việc dưới sự lãnh đạo của Robert Oppenheimer. Ông đã hướng dẫn thành công hoạt động R&D hạt nhân cơ bản và những tiến bộ kỹ thuật cần thiết để vượt qua người Đức.

Oppenheimer hiểu được tính cấp bách của tình hình, cùng với sự phức tạp của công nghệ và những thách thức trong việc phối hợp hiệu quả lực lượng lao động khoa học và kỹ thuật chuyên ngành. Ông là nhạc trưởng của một dàn nhạc khoa học lớn, với các nhà khoa học và kỹ sư giỏi nhất của đất nước đóng vai trò là người chơi.

Oppenheimer của chúng ta ở đâu trong cuộc cạnh tranh ngày nay để phát triển công nghệ lượng tử? Khi nào dự án lượng tử bắt đầu? Các tổ chức và nhà nghiên cứu của Hoa Kỳ nằm trong số những tổ chức tốt nhất trên thế giới nhưng nếu không có một chương trình phối hợp dưới sự lãnh đạo gắn kết, chúng ta sẽ vẫn ở trong cái bóng của Trung Quốc.

Nếu Hoa Kỳ muốn thành công trong việc vượt qua Trung Quốc, thì họ phải thực hiện một chiến lược hợp lý, hội tụ được điều phối xung quanh một “ông vua lượng tử” có kỹ năng lập trình và hiểu biết về kỹ thuật. Người này phải có toàn quyền chỉ đạo và phân phối nguồn tài trợ R&D đáng kể, bền vững cho các tổ chức công và tư nhân trên toàn quốc.

Họ phải giám sát việc lựa chọn các phương pháp và giải pháp kỹ thuật khác nhau một cách cẩn thận nhưng nhanh chóng. Sa hoàng phải xây dựng và thực hiện một chiến lược ưu tiên triển khai nhanh chóng các giải pháp lượng tử ngắn hạn và tận dụng triệt để các đối tác công nghiệp tiên tiến, độc đáo của quốc gia.

Sự cạnh tranh lượng tử giữa Hoa Kỳ và Trung Quốc tạo ra những rào cản có hại cho sự tiến bộ

Đây không phải là một kỳ tích nhỏ và có rất ít nỗ lực trong thời bình trước đây phù hợp với tầm quan trọng khoa học và tính cấp bách liên quan đến việc mở ra kỷ nguyên lượng tử. Nhưng nếu Hoa Kỳ đặt ra một thách thức nghiêm trọng đối với nỗ lực lượng tử đang tăng tốc nhanh chóng của Trung Quốc, thì họ phải thực hiện một chiến lược mới thừa nhận cơ hội đang đóng lại của đất nước và nhu cầu về một chiến lược tập trung hơn về mặt kỹ thuật và tổ chức.

Hoa Kỳ phải khẩn trương thúc đẩy cuộc trò chuyện quốc gia của mình từ một cuộc thảo luận lấy công nghệ làm trung tâm sang một cuộc thảo luận tập trung vào những thách thức về thời gian và tổ chức nhằm đẩy nhanh tiến độ cho chương trình lượng tử của quốc gia.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoAiStream. Thông minh dữ liệu Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Đúc kết tương lai với Adryenn Ashley. Truy cập Tại đây.
• Mua và bán cổ phần trong các công ty PRE-IPO với PREIPO®. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://physicsworld.com/a/why-the-us-needs-a-quantum-oppenheimer-to-beat-china-in-the-quantum-race/