Từ nghiên cứu đến thị trường: Nhật Bản chậm bước trong cuộc đua lượng tử

Xuân Giao/BNEWS/vnanet.vn 06:30' - 24/07/2025
BNEWS Với một thị trường tiềm năng khổng lồ và kỳ vọng thương mại hóa trong vòng 5 năm tới, cạnh tranh toàn cầu trong ngành công nghệ lượng tử đang ngày càng gay gắt.
Công nghệ lượng tử có mặt trong nhiều lĩnh vực khác nhau của cuộc sống hiện đại. Ảnh: AFP

Theo báo Japan Times số ra mới đây, từ cuộc chạy đua chế tạo bom nguyên tử trong Thế chiến II, đến cuộc đua công nghệ hạt nhân và vũ trụ thời Chiến tranh Lạnh, và giờ là cuộc đua trí tuệ nhân tạo (AI) toàn cầu, mỗi lĩnh vực công nghệ đều đã định hình lại bối cảnh địa chính trị. Ngày nay, tương tự như AI, công nghệ lượng tử đang thu hút sự chú ý nhờ sự phát triển nhanh chóng và những tác động sâu rộng.

Với một thị trường tiềm năng khổng lồ và kỳ vọng thương mại hóa trong vòng 5 năm tới, cạnh tranh toàn cầu trong ngành này đang ngày càng gay gắt. Những tiến bộ về lượng tử, từ điện toán và truyền thông đến cảm biến phát hiện vật thể, mang đến tiềm năng to lớn để chuyển đổi cả ngành công nghiệp thương mại lẫn quốc phòng.

Vậy công nghệ lượng tử là gì? Mọi vật chất, bao gồm cả cơ thể con người, đều cấu thành từ các nguyên tử, mà bản thân các nguyên tử lại được tạo thành từ các hạt lượng tử. Các hạt này thể hiện cả tính chất sóng và tính chất hạt, hoạt động theo các định luật vật lý độc đáo chi phối thế giới lượng tử ở cấp độ nano, trong đó một nanomet bằng một phần triệu milimét.

Ở cấp độ này, công nghệ lượng tử tận dụng cơ học lượng tử để cải thiện đáng kể khả năng tính toán, cảm biến và truyền thông. Máy tính lượng tử có thể giải quyết các vấn đề phức tạp và thực hiện các tối ưu hóa cực kỳ khó khăn đối với máy tính truyền thống. Các ứng dụng tiềm năng của chúng trải dài từ mật mã học, khoa học vật liệu đến hậu cần.

 

Năm 2023, Trung Quốc công bố các khoản đầu tư công vào công nghệ lượng tử với tổng trị giá 15,3 tỷ USD. Tại Mỹ, hơn 3,8 tỷ USD tài trợ công đã được phân bổ theo Đạo luật Sáng kiến Lượng tử Quốc gia và Đạo luật CHIPS và Khoa học. Động lực từ khu vực tư nhân thậm chí còn mạnh mẽ hơn: các tập đoàn công nghệ lớn của Mỹ như NVIDIA và Apple có kế hoạch đầu tư 500 tỷ USD vào các lĩnh vực liên quan đến lượng tử trong 4 năm tới, trong khi IBM đã cam kết 150 tỷ USD trong 5 năm. Liên minh châu Âu (EU) đang đầu tư 7,2 tỷ USD vào chương trình Quantum Flagship của mình.

Nhật Bản cũng đang đẩy mạnh nghiên cứu lượng tử. Chính phủ đã phân bổ 1.005 tỷ yen (khoảng 7,4 tỷ USD) cho hoạt động nghiên cứu và phát triển (R&D) về chất bán dẫn thế hệ tiếp theo và điện toán lượng tử. Các tổ chức như Tổ chức Nghiên cứu hóa lý - RIKEN, Đại học Tokyo, Fujitsu và Hitachi đang tích cực tham gia.

Tuy nhiên, điều quan trọng là Nhật Bản vẫn tụt hậu so với các quốc gia tiên tiến khác về thương mại hóa và đầu tư tư nhân. Nếu không có sự tham gia tích cực của ngành công nghiệp, sẽ rất khó để thúc đẩy đổi mới, thích ứng với nhu cầu của người dùng và mở rộng quy mô ra toàn cầu. Thậm chí, công nghệ lượng tử có nguy cơ bị hạn chế trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu khi nguồn hỗ trợ tài chính công đạt đến giới hạn.

Thị trường lượng tử của Nhật Bản được dự đoán sẽ tăng trưởng từ khoảng 197 triệu USD vào năm 2023 lên hơn 2,87 tỷ USD vào năm 2032. Thị trường này bao gồm phần cứng, phần mềm, thuật toán, dịch vụ đám mây, công cụ tối ưu hóa, mô phỏng và học máy, trải rộng trên nhiều lĩnh vực từ dược phẩm đến quốc phòng. Để khai thác toàn bộ tiềm năng của thị trường lượng tử này và thúc đẩy nền kinh tế, Nhật Bản cần phát triển các trường hợp ứng dụng cụ thể, triển khai chúng, xây dựng hệ sinh thái tài trợ và thiết lập khuôn khổ pháp lý.

Chiến lược lượng tử quốc gia của Nhật Bản, do Văn phòng Nội các dẫn dắt, được xây dựng dựa trên 5 trụ cột: phát triển công nghệ, hợp tác quốc tế, công nghiệp hóa và đổi mới, sở hữu trí tuệ và tiêu chuẩn, cũng như phát triển nhân tài. Nhật Bản từ lâu đã nổi trội về vật lý và kỹ thuật, và việc đầu tư bền vững vào nghiên cứu lượng tử đã giúp Nhật Bản duy trì sức cạnh tranh trên toàn cầu. Nhật Bản cũng đóng góp tích cực vào việc định hình các chuẩn mực quản lý toàn cầu. Tuy nhiên, công nghiệp hóa và đổi mới vẫn là trụ cột kém phát triển nhất.

Mặc dù tầm nhìn chiến lược đã rõ ràng, nhưng các cơ chế thương mại hóa còn yếu, và mặc dù gần đây đã nhấn mạnh vào toàn cầu hóa và khởi nghiệp, việc thực hiện vẫn còn hạn chế.

Tại sao Nhật Bản lại gặp khó khăn trong việc công nghiệp hóa nghiên cứu lượng tử? Một phần, câu trả lời nằm ở mô hình công nghiệp lịch sử của họ. Kể từ thời Minh Trị, Nhật Bản đã tập trung tăng trưởng vào sản xuất, ưu tiên các hệ thống tập trung vào phần cứng, tiêu chuẩn hóa và ít rủi ro. Những đặc điểm này hỗ trợ sản xuất hàng loạt nhưng lại cản trở việc thích ứng nhanh chóng với các công nghệ mới nổi như lượng tử. Sự trì trệ về mặt cấu trúc này vẫn ảnh hưởng đến cách Nhật Bản ứng phó với các lĩnh vực đang phát triển nhanh chóng.

Để các nhà đầu tư và doanh nghiệp bước vào thị trường lượng tử đầy bất định, họ cần những tín hiệu đầu tư mạnh mẽ và các đề xuất kinh doanh thuyết phục. Tuy nhiên, các chính sách hiện tại còn thiếu tính cụ thể. Lộ trình Lĩnh vực tích hợp của chính phủ đã vạch ra các lĩnh vực như hậu cần, dược phẩm và tài chính, nhưng lại thiếu các mục tiêu đo lường được hoặc mô hình triển khai rõ ràng.

Các tác nhân học thuật và quan liêu vẫn chiếm ưu thế trong các cuộc thảo luận, trong khi tiếng nói từ phía doanh nghiệp vẫn còn hạn chế. Mặc dù đã có sự tham gia của một số nhà đầu tư mạo hiểm và các nhà sáng lập khởi nghiệp, nhưng họ hiếm khi được trao vai trò trong việc định hình hoặc thực thi chính sách. Kết quả là, chiến lược của Nhật Bản vẫn mang tính tham vọng hơn là khả thi.

Để đạt được tiến bộ, chính phủ, ngành công nghiệp và giới học thuật Nhật Bản cần tăng cường hợp tác, chuyển đổi chính sách thành các chiến lược kinh doanh khả thi và tập trung vào việc triển khai thực tế. Điều quan trọng là lộ trình quốc gia cần được định hình lại cho các bên liên quan là doanh nghiệp và vốn đầu tư mạo hiểm. Các tổ chức như Liên đoàn các tổ chức kinh tế Nhật Bản (Keidanren) và các nhóm hỗ trợ khởi nghiệp nên được huy động để đẩy nhanh các chương trình thí điểm và xác định các chỉ số hiệu suất chính.

Người dùng cuối trong các lĩnh vực như hậu cần và tài chính thường vắng mặt trong các diễn đàn thiết kế chính sách, khiến các cuộc thảo luận trở nên trừu tượng. Các nhà hoạch định chính sách phải tập trung vào các lĩnh vực cụ thể, thử nghiệm các ý tưởng mới thông qua quan hệ đối tác công tư và đưa ra các ví dụ thực tế. Nhật Bản cũng cần các công cụ đầu tư chuyên biệt cho các lĩnh vực công nghệ sâu như lượng tử. Không giống như Mỹ, nơi có các cơ quan như Bộ Năng lượng và NASA đóng vai trò là khách hàng ban đầu, Nhật Bản thiếu các động lực nhu cầu thể chế lớn.

Do đó, sự hỗ trợ của khu vực công là rất quan trọng để kích thích nhu cầu và tài chính. Nhật Bản cần thiết kế lại các mô hình tài trợ hiện có hoặc xây dựng các khuôn khổ đồng đầu tư mới để đảm bảo dòng vốn dài hạn. Lịch sử cho thấy các công nghệ đột phá, chẳng hạn như năng lượng hạt nhân, Internet và trí tuệ nhân tạo, đang định hình lại sức mạnh quân sự, kinh tế và trật tự toàn cầu. Công nghệ lượng tử, với tiềm năng to lớn và bản chất nền tảng của nó, có thể cũng sẽ làm được điều tương tự.

Mặc dù, Nhật Bản đã đạt được những tiến bộ quan trọng, nhưng nước này vẫn ở thế bị động so với các nước dẫn đầu toàn cầu. Hiểu biết của công chúng về công nghệ lượng tử còn hạn chế, và các cuộc thảo luận vẫn tập trung vào nghiên cứu hơn là ứng dụng. Thách thức cốt lõi nằm ở việc thương mại hóa công nghệ và thúc đẩy đổi mới sáng tạo. Khi các quốc gia khác huy động đầu tư tư nhân, chiến lược lượng tử của Nhật Bản phải chuyển hướng từ mô hình lấy nghiên cứu làm trọng tâm sang mô hình lấy doanh nghiệp làm trọng tâm.

Bằng cách tăng cường quan hệ đối tác công-tư và chuyển trọng tâm chính sách sang triển khai thực tế, Nhật Bản có thể biến sự xuất sắc về khoa học thành thành công kinh tế. Với nền tảng nghiên cứu sâu rộng và năng lực thiết kế chính sách tiên tiến, Nhật Bản có tiềm năng dẫn đầu châu Á trong việc định hình tương lai lượng tử.

Tin liên quan

Tin cùng chuyên mục