Virtanen pelasi Kanadan joukkueessa alle 20-vuotiaiden MM-kilpailuissa vuosina 2015 ja 2016, joista ensimmäinen turnaus päättyi maailmanmestaruuteen. Hän pelasi myös alle 18-vuotiaiden MM-kilpailuissa vuonna 2014, jolloin hän voitti pronssia. Virtanen pelasi myös alle 18-vuotiaiden Ivan Hlinkan muistoturnauksessa vuonna 2013, jolloin hän voitti kultaa. Virtanen edusti myös Canada Pacificin joukkuetta World U-17 Hockey Challengessa vuonna 2013, jolloin hän voitti hopeaa ja oli joukkueen paras maalintekijä viidellä osumallaan.