Một sự kiện công nghệ đáng chú ý đã diễn ra vào cuối tháng 6 vừa qua khi bản thiết kế chip ADC (Analog-to-Digital Converter) của người Việt được ra mắt. Sự kiện này không chỉ là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực công nghệ của Việt Nam mà còn mở ra những cơ hội mới cho quá trình chuyển đổi số quốc gia. Chip ADC là một linh kiện điện tử quan trọng có khả năng chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số, tạo nền tảng cho việc thu thập, phân tích và xử lý dữ liệu trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Trong bối cảnh chuyển đổi số toàn diện và xu hướng phát triển bản sao số hiện nay, chip ADC và DAC (Digital-to-Analog Converter) đang đóng vai trò then chốt. Chúng giúp thu thập và biến đổi tín hiệu vật lý thành dữ liệu số, tạo nền tảng cho việc mô phỏng, tối ưu hóa và vận hành theo thời gian thực. Đây là yếu tố cốt lõi để xây dựng bản sao số và thúc đẩy chuyển đổi số trong mọi lĩnh vực của đời sống và sản xuất.

Chip ADC và DAC đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm an ninh – quốc phòng, nông nghiệp thông minh, ô tô tự hành, thiết bị AI và điện tử tiêu dùng, cũng như y tế. Chúng giúp thiết bị điện tử hiểu và tương tác với thế giới xung quanh, từ việc đo độ ẩm, nhiệt độ, chất lượng đất, đến việc điều khiển hệ thống tưới tiêu tự động, hỗ trợ lái thông minh và tái tạo âm thanh, hình ảnh chân thực.

Việctự thiết kế và phát triển chip ADC tại Việt Nam giúp nâng cao năng lực công nghệ và đưa đất nước lên vị thế cao hơn trong chuỗi giá trị toàn cầu. Làm chủ công nghệ lõi giúp giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu linh kiện chiến lược, tăng tỷ lệ nội địa hóa, đồng thời đảm bảo kiểm soát chất lượng và bảo mật ngay từ khâu đầu tiên. Điều này cũng cho thấy nỗ lực của Việt Nam trong việc nâng cao năng lực khoa học – công nghệ và tích hợp tri thức để tạo ra các sản phẩm công nghệ cao.

Chip ADC đóng vai trò nền tảng trong việc xây dựng các hệ sinh thái số, từ đô thị thông minh, lưới điện thông minh, nông nghiệp chính xác, đến các giải pháp y tế số. Đây chính là bước đệm để Việt Nam phát triển các sản phẩm ‘Make in Vietnam’ có hàm lượng công nghệ và trí tuệ cao, sẵn sàng cạnh tranh trên thị trường quốc tế và góp phần vào công cuộc chuyển đổi số toàn diện của đất nước.

Tóm lại, bản thiết kế chip ADC của người Việt vừa ra mắt là một bước đột phá quan trọng trong lĩnh vực công nghệ của Việt Nam. Sự kiện này không chỉ mở ra những cơ hội mới cho hành trình chuyển đổi số quốc gia mà còn khẳng định vị thế của Việt Nam trên bản đồ công nghệ toàn cầu, cũng như tiềm năng và triển vọng trong việc phát triển các sản phẩm công nghệ tiên tiến.

Các nhà nghiên cứu đã đạt được một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực phát triển phần cứng lượng tử với việc tạo ra một con chip có khả năng tạo ra và duy trì ánh sáng lượng tử ổn định. Điều đáng chú ý là con chip này được sản xuất bằng quy trình công nghệ CMOS 45 nm phổ biến, vốn được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ xử lý như x86 hay ARM. Bên trong con chip này chứa 12 vòng silicon cực nhỏ, được gọi là “bộ cộng hưởng vòng vi mô”, mỗi vòng có khả năng tạo ra các cặp hạt ánh sáng (photon) với tính chất lượng tử đặc biệt.

Đây là nền tảng cho nhiều công nghệ lượng tử hiện đại. Trước đây, để tạo ra photon, cần đến những thiết bị phòng thí nghiệm cồng kềnh và phức tạp. Tuy nhiên, con chip này không chỉ tạo ra ánh sáng lượng tử mà còn giúp giữ cho ánh sáng đó luôn ổn định. Các bộ cộng hưởng vòng vi mô tuy mạnh mẽ nhưng lại dễ bị ảnh hưởng bởi những thay đổi nhỏ trong nhiệt độ hay sai số trong quá trình chế tạo, khiến chúng hoạt động lệch pha và làm ngắt dòng photon.

Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một cơ chế tự điều chỉnh được tích hợp ngay trên chip. Mỗi bộ cộng hưởng đều có một đi-ốt quang nhỏ để theo dõi hiệu suất hoạt động, cùng với bộ gia nhiệt siêu nhỏ và mạch điều khiển đi kèm, cho phép điều chỉnh tức thì khi có sai lệch. Nhờ hệ thống này, cả 12 bộ cộng hưởng có thể vận hành đồng bộ một cách ổn định, mà không cần đến thiết bị ngoại vi cồng kềnh như trong các phòng thí nghiệm.

Đây là một bước tiến nhỏ nhưng có ý nghĩa rất lớn, cho thấy chúng ta hoàn toàn có thể xây dựng các hệ thống lượng tử ổn định và có thể lặp lại trong môi trường sản xuất công nghiệp. Con chip trong nghiên cứu này được phát triển cùng với GlobalFoundries và Ayar Labs, một công ty đi đầu trong công nghệ kết nối quang học phục vụ trí tuệ nhân tạo (AI) và các hệ thống máy tính hiệu năng cao.

Việc con chip lượng tử này có điểm chung với thế giới AI không phải là sự trùng hợp ngẫu nhiên. Công nghệ quang tử cũng có thể mở ra hướng phát triển cho máy tính lượng tử ở quy mô lớn. Không khó để hình dung một tương lai nơi phần cứng AI và lượng tử cùng được sản xuất trên một nền tảng silicon chung. Thực tế, Nvidia cũng đang đầu tư mạnh vào lĩnh vực này, nên tốc độ phát triển trong thời gian tới có thể sẽ còn nhanh hơn nữa.

Khái niệm “nhà máy ánh sáng lượng tử” không chỉ là cách nói hình tượng. Giống như chip điện tử truyền thống cần dòng điện, hay mạng quang học cần ánh sáng laser, công nghệ lượng tử trong tương lai cũng sẽ cần nguồn ánh sáng lượng tử ổn định và đáng tin cậy. Bằng việc chứng minh có thể tạo ra và duy trì nguồn sáng này trực tiếp trên chip silicon, đồng thời có thể sao chép và sản xuất hàng loạt, nhóm nghiên cứu đã cho thấy phần cứng lượng tử hoàn toàn có thể vươn ra khỏi phòng thí nghiệm và bước vào sản xuất đại trà như cách mà máy tính truyền thống đã làm được.