Kỷ nguyên siêu máy tính phục vụ hoạt động tình báo

• Mỹ - Trung Quốc: Chạy đua chế tạo siêu máy tính
• Ra mắt siêu máy tính đầu tiên tại Việt Nam
• Mỹ: Thử bom hạt nhân bằng siêu máy tính

Mặc dù mức độ quy mô chương trình nghiên cứu của NSA vẫn còn giữ trong bí mật, song các tài liệu do người thổi còi Edward Snowden cung cấp cho thấy cơ quan này đang tiến gần đến thành công hơn các tổ chức nghiên cứu khác trong cộng đồng khoa học quốc tế.

Dự án phát triển máy tính lượng tử từ lâu đã là mục tiêu thèm muốn của nhiều chuyên gia trong cộng đồng khoa học thế giới, hứa hẹn nhiều ứng dụng mang tính cách mạng cho các lĩnh vực như y khoa cũng như cho sứ mạng phá thủng mọi hệ thống mã bảo mật dữ liệu của NSA. Với công nghệ lượng tử, mọi dạng mã hóa có thể bị phá vỡ, bao gồm các mã được sử dụng cho các trang web an toàn cũng như loại được sử dụng để bảo vệ các bí mật quốc gia.

Tiết lộ tham vọng của NSA

Máy tính lượng tử có khả năng thực hiện cùng lúc hàng ngàn phép tính khác nhau do đó nó có thể giải quyết vấn đề nhanh hơn gấp nhiều lần máy tính truyền thống hiện nay.

Bên trong trụ sở NSA.

Theo Hãng thông tấn AFP, máy tính lượng tử là mục tiêu hấp dẫn nhiều công ty thương mại như IBM của Mỹ do công nghệ lượng tử giúp tăng cường tốc độ xử lý cũng như khả năng bảo mật thông tin cho máy tính bằng cách sử dụng sức mạnh của các nguyên tử và phân tử. Máy tính lượng tử đặc biệt hữu ích khi được sử dụng để xử lý những vấn đề với lượng dữ liệu khổng lồ.

Song các chuyên gia như Scott Aaronson – Phó giáo sư kỹ thuật điện tử và khoa học máy tính thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) của Mỹ - cho rằng: “Không có chuyện NSA sắp xây dựng thành công một siêu máy tính lượng tử mà cộng đồng khoa học lại không hề biết đến”. NSA được cho là đang chạy đua phát triển máy tính lượng tử với các phòng thí nghiệm cùng lĩnh vực này được Liên minh châu Âu (EU) và chính quyền Thụy Sĩ tài trợ. Seth Lloyd, Giáo sư khoa cơ học lượng tử ở MIT, cho biết: “Trong thập niên qua, EU và Thụy Sĩ đã đạt được những tiến bộ đáng kể và đã bắt kịp Mỹ trong lĩnh vực công nghệ lượng tử”.

Từ trước đến nay, khái niệm máy tính lượng tử vẫn còn nằm trên lý thuyết và nhiều nhà khoa học không tin có thể biến nó thành hiện thực. Nhưng, với những tiến bộ công nghệ vượt bậc ngày nay người ta cho rằng thời đại của máy tính lượng có lẽ đang đến gần. Với máy tính lượng tử, dữ liệu không được xử lý bằng transistor (bán dẫn) nữa mà bằng các nguyên tử gọi là “quantum bit” hay “qubit”. Artur Ekert, Giáo sư Đại học Oxford, nhận định đây là “mô hình tính toán mới, hoàn toàn khác, Có thể hiểu như là 2 vấn đề lớn được xử lý đồng thời trong một thiết bị”.

Nếu nghiên cứu thành công, máy tính lượng tử sẽ giúp mở cánh cửa cho phép NSA phá vỡ mọi công cụ mã hóa mạnh nhất được sử dụng hiện nay, bao gồm một tiêu chuẩn gọi là RSA (gọi tên theo chữ cái đầu của những người sáng tạo). RSA trộn lẫn các thông tin khiến bất cứ ai cũng không đọc được ngoài người nhận, mà không đòi hỏi sử dụng password. RSA là một thuật toán mật mã hóa khóa công khai được sử dụng phổ biến trong các trình duyệt Web để bảo đảm an toàn cho những giao dịch tài chính cũng như các email mã hóa.

Tuy nhiên NSA cũng lo ngại máy tính lượng tử sẽ trở thành “con dao hai lưỡi”. Theo một tài liệu nội bộ của NSA được Edward Snowden cung cấp, “ứng dụng của các công nghệ lượng tử để mã hóa thuật toán đe dọa tác động cực kỳ xấu đến hai khả năng của chính quyền Mỹ - bảo vệ những cuộc giao tiếp của chính quyền Mỹ và gián điệp nghe lén những cuộc giao tiếp của các chính quyền nước ngoài”.

Một phần trong cơ cấu làm lạnh để duy trì máy tính lượng tử ở nhiệt độ gần 0 tuyệt đối. Máy tính lượng tử đòi hỏi phải được cô lập với các môi trường bên  ngoài.

Các chuyên gia không dám chắc chắn máy tính lượng tử có thể khả thi chính xác vào lúc nào. Cách đây một thập niên, một số chuyên gia cho rằng việc phát triển một siêu máy tính như thế có lẽ sẽ thành hiện thực từ 10 đến 100 năm nữa. Cách đây 5 năm, Giáo sư Seth Lloyd dự đoán mục tiêu sẽ hoàn thành trong ít nhất 10 năm.

Trong cuộc phỏng vấn mới đây của tờ Washington Post, Giáo sư Lloyd phát biểu: “Tôi không nghĩ rằng loại máy tính lượng tử mà NSA mong muốn phát triển sẽ thành hiện thực trong 5 năm nữa, bởi vì nếu không có sự đột phá đáng kể thì thời gian này sẽ còn kéo dài thêm.

Cuộc chạy đua phát triển siêu máy tính trên mặt trận an ninh quốc gia

Sự leo thang mới nhất trong cuộc chạy đua chế tạo siêu máy tính giữa Mỹ và Trung Quốc liên quan chặt chẽ với một loạt các mối đe dọa đang tăng trong thế kỷ 21 như là chiến tranh mạng, khủng bố toàn cầu và xâm nhập mạng đánh cắp dữ liệu. Cuộc cạnh tranh khốc liệt giành ưu thế siêu máy tính giữa Mỹ và Trung Quốc đã diễn ra ít nhất trong một thập niên. 

Đối với Trung Quốc, nỗi ám ảnh sở hữu siêu máy tính nhanh nhất thế giới xuất phát từ sự khao khát chứng tỏ với toàn cầu về khả năng công nghệ của họ - theo đánh giá của James Andrew Lewis, giám đốc Chương trình Công nghệ chiến lược (STP) thuộc Trung tâm Nghiên cứu chiến lược và quốc tế (CSIS) đặt trụ sở tại Washington DC. (Mỹ).

Khi không cho phép Trung Quốc nhập khẩu bộ vi xử lý Intel do Mỹ sản xuất, chính quyền Tổng thống Barack Obama muốn nước Mỹ nắm giữ vị trí lãnh đạo trong lĩnh vực phát triển siêu máy tính trước đối thủ của mình. Bộ Thương mại Mỹ không cho phép xuất khẩu chip Intel đến Trung Quốc trên cơ sở Tianhe-2 cũng như các siêu máy tính khác của nước này được sử dụng cho các hoạt động thử nghiệm gây nổ hạt nhân “đi ngược lại chính sách an ninh quốc gia hay đối ngoại của Mỹ”.

Đặc biệt từ khi Hiệp ước cấm thử nghiệm vũ khí hạt nhân toàn diện (CTBT) được thông qua vào năm 1996, việc lập mô hình vụ nổ hạt nhân bằng siêu máy tính càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) sở hữu 4 siêu máy tính trong danh sách những máy nhanh nhất thế giới hiện có trên toàn cầu, một phần được sử dụng cho mục đích nghiên cứu và lập mô hình vũ khí hạt nhân.

James Lewis bình luận: “Người Trung Quốc đang ngày càng sử dụng siêu máy tính tốt hơn cho các mục đích quân sự cũng như tình báo quân sự trong ít nhất 1 hay 2 năm qua và chính điều đó đã gây nên một số lo ngại cho chính quyền Mỹ. Sau những tiết lộ gây choáng váng cho cả thế giới của Edward Snowden, Mỹ cần phải nhanh chóng suy xét lại hoạt động của lĩnh vực tình báo tín hiệu và những siêu máy tính hiệu quả hơn”.

Cũng như vũ khí hạt nhân, thật ra nỗ lực nghiên cứu phát triển công nghệ siêu máy tính đã bắt đầu từ thời Chiến tranh Lạnh, và mối đe dọa từ gián điệp mạng cũng như chiến tranh mạng càng thúc đẩy sự thay đổi trong chính sách an ninh của Mỹ trong vài năm qua.

Hiện nay, các cơ quan tình báo dân sự và quân sự phải xử lý lượng dữ liệu khổng lồ hơn bao giờ hết và rất nhiều dữ liệu cần được bảo vệ trước sự tấn công xâm nhập mạng để đánh cắp thông tin đang tăng từ các đối thủ. Trước vấn đề dữ liệu lớn (big data) đồ sộ, Mỹ cần phát triển các nền tảng siêu máy tính nhanh hơn và lớn hơn nữa.

Tim Stevens, chuyên gia nghiên cứu chiến tranh Đại học Kings College London (Anh), đánh giá: “Mọi cơ quan tình báo tín hiệu – như NSA (Cơ quan an ninh quốc gia Mỹ) và GCHQ (tình báo tín hiệu Anh) – đều đặc biệt quan tâm đến big data bởi vì quản lý được dữ liệu này thì họ có thể bắt đầu thực hiện kết nối giữa các nút mạng. Dĩ nhiên, đó chính là giấc mơ đẹp của lĩnh vực tình báo tín hiệu”.

Theo Stevens, có 2 lĩnh vực chính yếu mà siêu máy tính có thể tạo nên sự khác biệt khổng lồ trên mặt trận an ninh quốc gia đối với một nước. Thứ nhất là lĩnh vực chống khủng bố - tức là, phân tích big data để chọn lọc trong hàng núi dữ liệu và tìm ra các tín hiệu nhằm xác định kiểu hành vi hay những kết nối giữa các cá nhân cũng như mọi sự kiện liên quan đến an ninh quốc gia. Thứ hai là an ninh mạng, lĩnh vực mà nhiều nhà phân tích cho rằng Mỹ gần như đã bị tụt lại đằng sau so với Trung Quốc.

Tim Stevens nhận định: “Siêu máy tính là tương lai của các cơ quan an ninh quốc gia. Nó giúp xử lý dữ liệu mạng trong thời gian gần thực để nhìn thấy những mối đe dọa đến từ đâu, loại kết nối gì được các nút mạng hiểm độc thực hiện, biết được sự lan rộng của phần mềm hay mã độc trên những mạng này…”.