8:00 - 8:30 - PGS. TS. Đinh Trung Hoà (điều phối VNQuantum Roadshow, Đại Học Troy): Thông tin lượng tử khác thông tin cổ điển như thế nào?

Thông tin cổ điển được xây dựng trên các trạng thái có thể phân biệt rõ ràng, có thể đọc và sao chép mà không làm thay đổi bản thân thông tin. Ngược lại, thông tin lượng tử được mang bởi các trạng thái lượng tử, nơi chồng chập, giao thoa, vướng víu và phép đo đóng vai trò trung tâm, tạo nên những khả năng mà hệ cổ điển không thể có. Báo cáo sẽ giới thiệu các khái niệm nền tảng của thông tin lượng tử, bao gồm qubit, phép đo, hệ nhiều qubit, định lý không sao chép, đồng thời trình bày cách các nguyên lý này dẫn đến những ứng dụng quan trọng như mật mã lượng tử, truyền thông lượng tử và tính toán lượng tử. Bài nói hướng đến việc cung cấp một bức tranh trực quan về sự khác biệt giữa hai mô hình thông tin và lý do vì sao công nghệ lượng tử đang mở ra một thế hệ công nghệ mới.

8:30 - 9:00 - TS. Vũ Quang Minh (HV Bưu Chính Viễn Thông, VN): Phân phối khóa lượng tử (QKD): Nguyên lý, các giao thức và trình diễn thực nghiệm

Phân phối khóa lượng tử (Quantum Key Distribution – QKD) là công nghệ cốt lõi của truyền thông lượng tử, cho phép hai thực thể thiết lập khóa bí mật với mức độ an toàn được bảo đảm bởi các định luật cơ học lượng tử. Khác với các hệ thống mật mã truyền thống dựa trên giả thiết về năng lực tính toán của đối tượng tấn công, QKD khai thác các tính chất lượng tử để phát hiện hành vi nghe lén và bảo đảm tính bảo mật của khóa được phân phối.

Bài giảng tập trung trình bày quy trình thiết lập khóa bí mật trong hệ thống QKD, từ giai đoạn chuẩn bị và truyền trạng thái lượng tử, đo đạc, sàng lọc khóa (key sifting), ước lượng tỷ lệ lỗi lượng tử (QBER), hiệu chỉnh lỗi và khuếch đại tính riêng tư (privacy amplification). Trên cơ sở đó, bài giảng giới thiệu các giao thức QKD tiêu biểu như BB84, BBM92, Measurement-Device-Independent QKD (MDI-QKD), Twin-Field QKD (TF-QKD) và Continuous-Variable QKD (CV-QKD), đồng thời làm rõ đặc điểm và phạm vi ứng dụng của từng giao thức.

Phần trình diễn thực nghiệm sử dụng hệ thống QKD để minh họa quá trình truyền tín hiệu lượng tử giữa hai đầu cuối, giúp người tham dự quan sát trực quan nguyên lý hoạt động của hệ thống và mối liên hệ giữa mô hình lý thuyết với triển khai thực tế. Thông qua sự kết hợp giữa lý thuyết và trình diễn, bài giảng cung cấp nền tảng về công nghệ phân phối khóa lượng tử và quy trình thiết lập khóa bí mật trong các hệ thống QKD.

9:30 - 10:00 - TS. Hàn Huy Dũng (Đại Học Bách Khoa Hà Nội): Hành trình STEM xây dựng máy tính lượng tử: Từ kiến thức liên ngành đến kỹ năng và tư duy đổi mới

Tóm tắt: Xây dựng máy tính lượng tử là một hành trình liên ngành, đòi hỏi sự kết hợp giữa vật lý, hóa học, khoa học vật liệu, điện tử và lập trình. Quá trình này bắt đầu từ việc tìm hiểu qubit, chồng chập, rối lượng tử và phép đo, sau đó tiến tới mô phỏng mạch lượng tử, phát triển thuật toán và thiết kế hệ thống điều khiển phần cứng. Để từng bước tự xây dựng một hệ thống máy tính lượng tử, người thực hiện cần trang bị kiến thức về cơ học lượng tử, vật liệu lượng tử, xử lý tín hiệu, mạch số, vi điều khiển, FPGA và kỹ thuật lập trình. Mỗi giai đoạn xây dựng máy tính lượng tử  đều yêu cầu khả năng thiết kế, thử nghiệm, phân tích sai số, xử lý nhiễu và cải tiến hệ thống.

10:00 - 10:15 - Giải lao (Coffee break)

10:15 - 10:45 - PGS. TS. Trần Thị Thu Hạnh (Đại Học Bách Khoa HCM): Cấu trúc nguyên tử và phân tử

Bài giảng này trình bày một cái nhìn tổng quan hệ thống về bản chất lượng tử của vật chất thông qua hai trụ cột lý thuyết: cấu trúc nguyên tử, phân tử và hiện tượng xuyên hầm lượng tử. Dựa trên nền tảng cơ học lượng tử, bài giảng phân tích cách thức phương trình Schrödinger mô tả trạng thái dừng, cấu trúc lớp vỏ electron và liên kết hóa học trong các hệ nguyên tử và đa phân tử. Đồng thời, bài giảng tập trung vào hiệu ứng xuyên hầm lượng tử - một hiện tượng thuần túy lượng tử, nơi vi hạt có xác suất vượt qua rào thế năng cao hơn năng lượng toàn phần của nó. Từ đó, chúng ta thấy rõ bản chất sóng-hạt của electron, hàm phân bố xác suất và sự suy giảm lũy thừa của hệ số truyền qua theo độ rộng cũng như độ cao của rào thế. Bên cạnh giá trị lý thuyết nền tảng, bài giảng cung cấp vai trò quyết định của hiệu ứng xuyên hầm trong việc giải thích các hiện tượng tự nhiên và vận hành các công nghệ tiên tiến.

10:45 - 11:15 - GS. TS. Lại Ngọc Điệp (ENS Paris Saclay): Hạt cơ bản của ánh sáng: từ thí nghiệm vật lý cơ bản đến ứng dụng lượng tử

Abstract: Để nói chuyện với học sinh cấp 3 một cách dễ hiểu, tôi sẽ giới thiệu sơ lược về máy tính lượng tử, truyền thông lượng tử, các ưu điểm, xu thế, và sự cần thiết phải có nguồn photon đơn nhất. Sau đó, tôi sẽ trình bày các phương pháp để tạo ra nguồn photon đơn nhất: bao gồm lỗi trong kim cương, lỗi trong vật liệu hBn, chấm lượng tử bán dẫn, phương pháp quang phi tuyến. Các nguồn photon đơn nhất hiện nay chưa phải là tối ưu, cho nên tôi sẽ giới thiệu một vài phương pháp để cải thiện các tính chất của nguồn photon đơn nhất bằng các cấu trúc quang tử. Cuối cùng tôi sẽ trình bày một vài thí nghiệm cơ bản dùng nguồn photon đơn nhất: i/ khe Young; ii) lưỡng tính sóng hạt; iii/ nguyên lý bổ trợ của Bohr, hay giới thiệu một ví dụ về ứng dụng thực tế của nguồn photon đơn nhất là QKD.

11:15 - 11:45 - PGS.TS Nguyễn Thị Xuân Huynh (Trường Đại học Quy Nhơn): Cơ học lượng tử: Từ lý thuyết cơ bản đến ứng dụng trong nghiên cứu vật liệu

Báo cáo trình bày hệ thống từ nguyên lý nền tảng của cơ học lượng tử đến các ứng dụng tiên tiến trong nghiên cứu vật liệu hiện đại. Nội dung khởi đầu bằng việc phân tích bản chất lưỡng tính sóng-hạt, tính chất cốt lõi quy định các quy luật vận động trong thế giới vi mô . Trọng tâm lý thuyết tập trung vào phương trình Schrödinger, công cụ cơ bản để xác định hàm sóng và dự đoán mật độ xác suất của điện tử.

Tuy nhiên, đối với các hệ vật liệu thực tế chứa hàng trăm đến hàng nghìn nguyên tử, việc giải trực tiếp phương trình Schrödinger trở nên bất khả thi do sự tương tác phức tạp giữa các hạt. Để giải quyết thách thức này, báo cáo giới thiệu Lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) – một phương pháp tiếp cận thông minh thay thế hàm sóng 3N biến bằng mật độ điện tử chỉ phụ thuộc vào vị trí trong không gian. DFT giúp tiết kiệm đáng kể nguồn lực tính toán mà vẫn đảm bảo độ chính xác cao, cho phép làm rõ các cơ chế tương tác và tối ưu hóa thiết kế các vật liệu mới.

Cuối cùng, báo cáo giới thiệu các kết quả nghiên cứu thông qua mô phỏng lượng tử bằng các phần mềm chuyên dụng như Quantum ESPRESSO và VASP. Người nghe sẽ được "nhìn thấy" vật liệu thông qua các mô hình cấu trúc, cấu trúc vùng năng lượng (BAND), cơ chế trao đổi điện tích, từ đó hiểu rõ cách các tính chất lý-hóa được dự đoán và giải thích ở cấp độ nguyên tử.  

11:45 - 12:30  Thảo luận với các diễn giả