Ba GS Nguyễn Ngọc Tú, Đinh Ngọc Thắng, Vũ Văn Tuyên nhận tài trợ hơn 600.000 USD cho nghiên cứu ứng dụng công nghệ lượng tử vào vận hành hệ thống lưới điện thông minh.
Dự án nghiên cứu về ứng dụng tính toán lượng tử và mạng lượng tử vào hệ thống lưới điện thông minh là 1 trong 4 dự án trong chương trình hơp tác giữa Bộ Năng lượng Mỹ (United States Department of Energy) và Quỹ Nghiên cứu khoa học Mỹ (United States National Science Foundation) năm 2022.
Hành trình đến với nghiên cứu và ứng dụng lượng tử
“Các nhóm nghiên cứu thường họp tới đêm muộn, có khi là cả cuối tuần trong quá trình phát triển dự án”, GS Nguyễn Ngọc Tú mở đầu câu chuyện về hành trình ứng dụng công nghệ lượng tử trong hiện đại hóa lưới điện thông minh.”
Theo GS Tú, qua hợp tác phát triển hệ thống mạng 5G, lưới điện thông tin, trí tuệ nhân tạo, ba giáo sư nhận thấy quá trình số hóa, hiện đại hóa lưới điện nảy sinh nhiều vấn đề. Sự tích hợp của internet vạn vật (IoT) khiến hệ thống điện thông minh đối diện với các nguy cơ bị xâm nhập (hack). Còn theo chia sẻ của GS Vũ Văn Tuyên, các hệ thống lưới điện bao gồm nhiều cầu dao và thiết bị đo mức tiêu thụ điện tự động tránh thất thoát, gian lận điện năng nhưng khiến việc quản lý, điều hành phức tạp, rủi ro cao khi vận hành.
Do vậy, các nhóm đã “bắt tay” tìm lời giải cho bài toán an ninh, an toàn cho lưới điện thông minh, số hóa hệ thống điều khiển từ ứng dụng công nghê lượng tử, chủ động ứng phó với tấn công mạng. Tuy nhiên, quá trình hợp tác gặp nhiều thách thức như phải chạy lọc kết quả mô phỏng và thực nghiệm, lên kịch bản phản biện đề tài, thậm trí đổi hoàn toàn hướng tiếp cận. Điều này đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng từ cả ba nhóm nghiên cứu với chuyên môn hoàn toàn riêng biệt.
“Dù làm ở dự án nào thì yếu tố con người cũng đóng vai trò rất quan trọng. Nếu không có sự kết hợp hài hoà và tính chuyên nghiệp của các thành viên trong nhóm thì không thể triển khai được”, GS Tú nói.
Nói về hành trình nhận giải thưởng và tài trợ từ Quỹ Nghiên cứu khoa học Mỹ (NSF), ông Nguyễn Ngọc Tú chia sẻ các đề tài phải trải qua thẩm định nghiêm ngặt từ một hội đồng độc lập. Các giải thưởng đến từ NSF yêu cầu các tiêu chuẩn khắt khe do cạnh tranh khốc liệt với các nhóm nghiên cứu khác từ các trường hàng đầu thế giới như Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Đại học Stanford, Học viện kỹ thuật California (Caltech)…
Cuộc cách mạng thay đổi thế giới
Dự án của nhóm nghiên cứu về ứng dụng công nghệ lượng tử vào hệ thống điện thông minh kéo dài từ năm 2023 – 2036 nhằm khắc phục những khiếm khuyết của hệ thống nhị phân (hệ thống biểu thị số 0 và 1). Cụ thể, nhóm tập trung vào các mục tiêu như là thiết kế kiến trúc, giao thức cho mạng lượng tử và tính toán lượng tử, các mô hình tối ưu toán học, cho đến triển khai thử nghiệm.
Trong tương lai, công nghệ lượng tử hứa hẹn sẽ mang đến cuộc cách mạng thay đổi “thế giới” trong hầu hết các lĩnh vực như tài chính và quốc phòng; giúp rút ngắn thời gian tạo ra vaccin, và dược phẩm mới; tăng hiệu suất của các nguồn năng lượng tái tạo, nâng cao năng lực dự đoán biến đổi khí hậu. Máy tính lượng tử sẽ vượt qua các hệ thống siêu máy tính nhị phân lớn nhất thế giới về khả năng tính toán. Trong khi đó, mạng lượng tử sẽ mang đến một phương thức bảo mật mới cho việc truyền nhận dữ liệu trên không gian mạng dựa trên các nguyên tắc của cơ học lượng tử, đặc biệt là cơ chế vướng víu lượng tử.
GS Đinh Ngọc Thắng nêu rõ các nước châu Âu, Trung Quốc đã và đang đầu tư rất nhiều cho công nghệ lượng tử. “Cuộc đua rất nóng rồi. Đây là một cơ hội tốt để Việt Nam tham gia và làm chủ lĩnh vực công nghệ mới này”, GS Thắng nói.
Không chỉ Chính phủ Mỹ, các “ông lớn” công nghệ và chính phủ các nước đều đã và đang dành hàng tỷ USD cho hoạt động nghiên cứu công nghệ lượng tử để giải quyết bài toán thực tế trong hệ cơ sở hạ tầng trọng yếu.
Cơ hội ‘trăm năm’ cho ngành khoa học Việt Nam
Theo GS Nguyễn Ngọc Tú, công nghệ lượng tử không còn là câu hỏi “có khả thi hay không” mà phải là “khi nào”. Ứng dụng của nó là một xu hướng tất yếu mà không quốc gia nào có thể đứng ngoài. Việt Nam đang trở thành một trung tâm phát triển chuỗi khối (blockchain) trong khu vực và trên thế giới với những kỳ lân công nghệ. “Cứ thử tưởng tượng kết quả đạt được nếu chúng ta đầu tư vào blockchain sớm hơn 2-3 năm? Chúng ta đang đứng trước một cơ hội như thế cho công nghệ lượng tử”, GS Thắng đồng thời chia sẻ.
Để thành công khi nghiên cứu, không riêng gì ở Mỹ, chính các bạn trẻ, thế hệ tiếp theo của khoa học Việt phải tham gia “cuộc đua” nghiên cứu ngay từ bây giờ. Thanh niên Việt Nam cần chuẩn bị một nền tảng vững chắc về các môn khoa học cơ bản như là toán, vật lý, và khoa học máy tính.
Bên cạnh đó, các bạn trẻ cũng cần phải có sự chăm chỉ, nhiệt huyết, cùng với đó là trau dồi kỹ năng mềm và đặc biệt là khả năng sử dụng tiếng Anh. Dẫn lại câu chuyện nhiều sinh viên có điểm trung bình (GPA) rất cao nhưng vì hạn chế ngoại ngữ nên lỡ cơ hội làm việc ở nước ngoài, đó là điều rất đáng tiếc.
Sắp tới, nhóm ba phòng thí nghiệm sẽ có nhiều hoạt động hợp tác với các cơ sở đào tạo và nghiên cứu tại Việt Nam như là Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Đại học Quốc gia Hà Nội, Đại học Bách khoa TP.HCM để chia sẻ kinh nghiệm, tầm nhìn về lượng tử, điện thông minh. Đây là một trong những hoạt động thiết thực của đội ngũ tri thức người Việt tại nước ngoài nhằm đóng góp cho nền khoa học nước nhà.
Chân dung nhà khoa học
GS Nguyễn Ngọc Tú – Khoa Khoa học máy tính, Đại học Kennesaw State, trưởng phòng thí nghiệm NextCNS Lab – chuyên nghiên cứu và phát triển các thuật toán, công cụ tính toán ứng dụng cho hệ thống mạng, hệ thống tính toán và mạng lượng tử, và an toàn an ninh mạng. Nhóm nghiên cứu của GS Tú đã công bố hơn 100 công trình nghiên cứu khoa học được xuất bản tại các tạp trí và hội thảo quốc tế hàng đầu. GS Tú đã nhận được nhiều giải thưởng cho nghiên cứu khoa học như SunTrust Faculty Fellows (2022), NSF CRII Award (2021) và chủ trì nhiều đề tài nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ Khoa Học Công Nghệ Hoa Kỳ và Bộ Năng Lượng Hoa Kỳ.
GS Đinh Ngọc Thắng – Khoa Khoa học máy tính, Đại học Virginia Commonwealth, trưởng phòng thí nghiệm SPECS nghiên cứu các thách thức về bảo mật và tối ưu tính toán lượng tử, blockchain và mạng xã hội. Nhóm của GS Thắng đã xuất bản hơn 100 bài báo trong các hội nghị SIGMOD, SIGMETRICS, MOBICOM, ICDM. Năm bài báo trong đó đạt giải xuất sắc nhất. Nghiên cứu của phòng thí nghiệm được tài trợ bởi Quỹ Khoa Học Công Nghệ Hoa Kỳ, Bộ Năng Lượng Hoa Kỳ, cũng như các công ty Harmony, D-Waves, và Nvidia.
GS Vũ Văn Tuyên – Khoa Kỹ thuật điện và máy tính, Đại học Clarkson, tập trung phát triển hệ thống điện thông minh, đảm bảo cung cấp năng lượng xanh, tin cậy, an toàn với chi phí phải chăng cho các cơ sở hạ tầng trọng điểm và dân sinh. Ông Tuyên là chủ trì và đồng chủ trì của nhiều dự án lớn tài trợ bởi Quỹ Khoa học công nghệ Mỹ, Bộ Năng lượng Mỹ, Bộ Quốc phòng Mỹ.
Phan Hữu
