IBM và Bộ Thương mại Hoa Kỳ đang xây dựng cơ sở đầu tiên trên thế giới được thiết kế riêng để sản xuất chip lượng tử, được hỗ trợ bởi khoản tài trợ liên bang đề xuất 1 tỷ USD từ Đạo luật CHIPS và Khoa học.
Lời tuyên bố này được đưa ra giữa bối cảnh IBM cam kết đầu tư 150 tỷ USD vào các hoạt động tại Mỹ trong năm năm tới, với hơn 30 tỷ USD được dành riêng cho nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực sản xuất máy tính lượng tử. Đó không phải là một sai số làm tròn. Đó là một khoản đầu tư lớn chưa từng có vào một công nghệ mà hầu hết mọi người vẫn coi là khoa học viễn tưởng.
Thực chất một foundry lượng tử là gì
Hãy tưởng tượng một nhà máy bán dẫn, loại mà TSMC và Intel vận hành, nhưng thay vì sản xuất các chip silicon thông thường, cơ sở này sẽ sản xuất phần cứng kỳ lạ dùng để vận hành máy tính lượng tử—các qubit siêu dẫn, các thành phần cryogenic, và toàn bộ hệ thống.
Đây là một nhà máy được thiết kế đặc biệt dành cho các chip thời kỳ lượng tử, không phải một phòng sạch được cải tạo với một vài thí nghiệm lượng tử diễn ra ở góc phòng.
Sự khác biệt này quan trọng. Thiết bị máy tính lượng tử nổi tiếng là rất nhạy cảm. Các qubit cần hoạt động ở nhiệt độ lạnh hơn cả không gian bên ngoài, và ngay cả những rung động nhẹ nhất cũng có thể phá hủy một phép tính. Việc xây dựng một cơ sở từ đầu để đáp ứng những ràng buộc này hoàn toàn khác biệt so với việc cố gắng nhét sản xuất lượng tử vào các nhà máy sản xuất chip hiện có.
Số tiền đề xuất 1 tỷ USD từ Đạo luật CHIPS sẽ được phân bổ thông qua Văn phòng Nghiên cứu và Phát triển CHIPS, đơn vị thuộc Bộ Thương mại chịu trách nhiệm quản lý các khoản đầu tư nghiên cứu và phát triển lượng tử liên bang. Chính phủ liên bang đã ngày càng tích cực trong lĩnh vực này, khi đã xem xét các khoản stake cổ phần trong các công ty lượng tử niêm yết như IonQ, Rigetti và D-Wave với các khoản đầu tư ít nhất 10 triệu USD.
Cơ sở sản xuất mới của IBM đại diện cho một cách tiếp cận hoàn toàn khác. Thay vì nắm giữ các vị thế thiểu số trong các startup, chính phủ đang đồng tài trợ cho cơ sở hạ tầng sản xuất chuyên dụng. Đó là sự khác biệt giữa việc mua cổ phần trong một hãng hàng không và xây dựng một sân bay.
Kết nối tiền điện tử mà không ai đang nói đủ
Đây là vấn đề. Máy tính lượng tử không chỉ là một hiện tượng vật lý hay dự án mang tính danh tiếng của chính phủ. Nó là một dấu hỏi sinh tử treo lơ lửng trên mọi hệ thống mật mã đang được sử dụng, bao gồm cả những hệ thống bảo vệ bitcoin, ethereum và mọi mạng blockchain khác.
Bảo mật blockchain hiện đại dựa trên các bài toán toán học mà máy tính cổ điển không thể giải trong bất kỳ khung thời gian hợp lý nào. Mã hóa đường cong elliptic, hàm băm SHA-256, những ổ khóa nền tảng trên kho số. Một máy tính lượng tử đủ mạnh, về lý thuyết, có thể mở những ổ khóa đó.
Chỉ số Chuẩn bị Lượng tử của IBM cho thấy những lợi thế đáng kể của máy tính lượng tử có thể xuất hiện vào cuối năm 2026. Đó không phải là một chân trời lý thuyết xa xôi. Đó là mười tám tháng nữa.
Hiện tại, “lợi thế đáng kể” không nhất thiết có nghĩa là “có thể bẻ khóa bitcoin vào ngày mai.” Khoảng cách giữa việc chứng minh lợi thế lượng tử trên các bài toán tính toán cụ thể và thực sự phá vỡ mã hóa dùng trong thực tế vẫn còn rất lớn. Nhưng xu hướng là rõ ràng, và thời gian đang thu hẹp nhanh hơn hầu hết mọi người trong lĩnh vực tiền mã hóa nhận thức.
Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia đã công bố các tiêu chuẩn mật mã sau lượng tử, và các doanh nghiệp đang bắt đầu chuyển đổi sang các thuật toán an toàn với lượng tử. Ngành blockchain, với quản trị phi tập trung và quy trình nâng cấp đôi khi rất chậm chạp, đang đối mặt với một phiên bản đặc biệt khó khăn của quá trình chuyển đổi này.
Hãy tưởng tượng việc cố gắng phối hợp tất cả các chủ nút mạng bitcoin, mọi người xác thực ethereum, mọi mạng Layer 2 để thực hiện một cuộc di chuyển mã hóa trước khi một máy tính lượng tử có khả năng phá vỡ mã hóa hiện tại được đưa vào hoạt động. Vấn đề phối hợp đã là một thách thức khổng lồ.
Điều này có nghĩa gì đối với các nhà đầu tư
Việc công bố nhà máy trị giá 1 tỷ đô la là một tín hiệu, không phải điều bất ngờ. Chính phủ Hoa Kỳ đã hé lộ tham vọng lượng tử của mình trong nhiều năm. Nhưng sự chuyển đổi từ các khoản tài trợ nghiên cứu và đầu tư vốn chủ sở hữu sang cơ sở hạ tầng sản xuất chuyên dụng đại diện cho một sự gia tăng đáng kể.
Đối với các nhà đầu tư tiền điện tử, những hệ quả là đa tầng. Trong ngắn hạn, điều này không thay đổi gì về động lực thị trường hàng ngày. Không có máy tính lượng tử nào đang phá vỡ mã hóa blockchain trong quý này hay quý tới. Câu hỏi mang tính liên quan hơn là các giao thức blockchain có đang tiến hành nâng cấp chống lượng tử đủ nhanh để đi trước xu hướng phần cứng không.
Các dự án đang tích cực nghiên cứu hoặc triển khai mật mã sau lượng tử, chữ ký dựa trên lưới, các sơ đồ xác thực dựa trên hàm băm sẽ có lợi thế về mặt nội dung khi các cột mốc lượng tử đang được đẩy nhanh. Những dự án hoàn toàn bỏ qua vấn đề này đang đặt cược ngầm rằng thời gian còn đủ dài để không quan trọng. Chỉ số sẵn sàng của IBM cho thấy lợi thế lượng tử vào cuối năm 2026 sẽ khiến khoản cược này ngày càng trở nên khó chịu.
Trên phạm vi công nghệ rộng hơn, một nhà máy sản xuất lượng tử chuyên dụng mang lại cho Hoa Kỳ một cơ sở sản xuất mà hiện nay không tồn tại ở bất kỳ nơi nào trên thế giới. Những hệ quả địa chính trị tương tự như các cuộc chiến bán dẫn đang diễn ra với Trung Quốc về các chip cổ điển, nhưng dành cho phần cứng máy tính thế hệ tiếp theo. Các quốc gia và công ty có khả năng sản xuất lượng tử sẽ nắm giữ đòn bẩy đáng kể so với những nước không có khả năng này.
Đối với ngành tài sản kỹ thuật số cụ thể, bước đi thông minh là theo dõi sát sao hai điều. Thứ nhất, tốc độ mà IBM và các đối thủ của nó đạt được các cột mốc lượng tử so với các lộ trình đã công bố. Thứ hai, tốc độ mà các giao thức blockchain lớn áp dụng các nguyên lý mật mã chống lượng tử. Khoảng cách giữa hai mốc thời gian này chính là biên độ an toàn cho mô hình bảo mật của toàn bộ hệ sinh thái tiền điện tử.