Czy obliczenia kwantowe zbliżają się do punktu krytycznego?

Kolejne fale transformacyjnych technologii naznaczyła ostatnie 100 lat - każda z nich przeszła od wynalezienia do masowej adopcji, zmieniając społeczeństwo i generując po drodze znaczącą wartość ekonomiczną. Teraz, w XXI wieku, możemy zbliżać się do kolejnego wielkiego przełomu technologicznego: Nadejścia ery obliczeń kwantowych.

Od narodzin telewizji w połowie XX wieku, przez rewolucję związaną z pojawieniem się smartfonów na początku XXI wieku, aż po najnowsze przełomowe osiągnięcia w dziedzinie generatywnej sztucznej inteligencji – nowe technologie mają ogromny wpływ na kolejne pokolenia. Weźmy na przykład internet: Pod koniec lat 60. grupa amerykańskich badaczy rządowych zaczęła łączyć ze sobą komputery, wymyślając nowy sposób udostępniania informacji. Przez kolejne dziesięciolecia naukowcy opierali się na tym fundamencie. Potem, w latach 90. XX wieku, pojawiła się sieć WWW, która otworzyła internet dla wszystkich i stała się cyfrową podstawą dla poczty elektronicznej, handlu elektronicznego i mediów społecznościowych.

Podobnie jak internet w latach 80. XX wieku, ewolucja informatyki kwantowej nabiera tempa, coraz bardziej zbliżając się do „punktu krytycznego”, który może uwolnić jej ogromny potencjał. Chociaż teoretyczne podstawy tej technologii zostały sformułowane pod koniec XX wieku, dopiero w ostatnich latach doprowadziło to do powstania fali innowacji. W miarę jak ta fala nabiera tempa, może potencjalnie zakłócić funkcjonowanie branż takich jak finanse, medycyna i cyberbezpieczeństwo. Mimo to ważne jest, aby przyznać, że - pomimo wczesnych przypadków użycia - sukces komercyjny nie jest jeszcze zapewniony, a szeroka adopcja może nadal być sporym wyzwaniem.

Rozwój obliczeń kwantowych

Źródło: Badania VanEck.

Nabieranie rozpędu: Kwantowe inwestycje i innowacje

Rosnące zaangażowanie rządów i wiodących firm technologicznych sygnalizuje, że obliczenia kwantowe mogą zbliżać się do punktu krytycznego. Według McKinsey & Company inwestycje publiczne przekraczają obecnie 42 miliardy dolarów, co podkreśla zainteresowanie państw tą przełomową technologią¹. Jednocześnie szybki rozwój obserwuje się również w sektorze prywatnym, gdzie w ciągu ostatnich pięciu lat przyznano ponad 10 000 patentów związanych z technologią kwantową².

Globalne publiczne inwestycje w technologie kwantowe

Źródło: McKinsey & Company (2024). Quantum Technology Monitor.

Możliwości gospodarcze są już badane w różnych branżach. Przykładowo, w finansach obliczenia kwantowe mogą być wykorzystywane do optymalizacji portfeli inwestycyjnych, analizy ryzyka i wykrywania oszustw, stanowiąc jednocześnie długoterminowe wyzwanie dla istniejących standardów szyfrowania. W opiece zdrowotnej jest to obiecujące rozwiązanie do odkrywania leków, symulacji cząsteczek i analizy danych medycznych. Godnym uwagi przykładem jest współpraca IBM z amerykańską kliniką Cleveland Clinic, gdzie w 2023 r. zainstalowano pierwszy komputer kwantowy przeznaczony do zastosowań w służbie zdrowia. Wykorzystuje się go między innymi do ulepszania modeli uczenia maszynowego służących do przepisywania antybiotyków na podstawie zbioru danych obejmującego 4,7 mln przypadków  (jak wynika z opublikowanego w 2025 r. studium przypadku)³.

Niedawno kalifornijska firma D-Wave Quantum Inc, zajmująca się informatyką kwantową, trafiła na pierwsze strony gazet, ogłaszając osiągnięcie supremacji kwantowej w zakresie rozwiązania „praktycznego, rzeczywistego problemu” dzięki zoptymalizowanej kwantowo symulacji materiałów magnetycznych. Osiągnięcie to - recenzowane i opublikowane w czasopiśmie Science - wywołało szeroką dyskusję w społecznościach naukowych i technologicznych. Może to oznaczać znaczący krok naprzód w zastosowaniu obliczeń kwantowych w materiałoznawstwie.⁴

Obecny stan obliczeń kwantowych

Patrząc z perspektywy, obliczenia kwantowe przechodzą od badań teoretycznych do wczesnej fazy eksploracji komercyjnej - charakteryzującej się szybkim postępem, ale także znaczącymi wyzwaniami technicznymi.

W ramach tej transformacji kilka firm oferuje obecnie komputery kwantowe - albo poprzez fizyczny zakup i dostawę, albo poprzez zdalny dostęp za pośrednictwem platform chmurowych. Ceny wahają się od bezpłatnego dostępu publicznego do modeli subskrypcyjnych dla firm⁵. W ciągu ostatnich sześciu miesięcy główni gracze ogłosili znaczące osiągnięcia w zakresie sprzętu: Google zaprezentował swój chip Willow , Microsoft zaprezentował swój procesor Majorana , a Amazon ogłosił Ocelota, który wykorzystuje tzw. kocie kubity do poprawy korekcji błędów.

Chociaż te zmiany są obiecujące, odzwierciedlają one przede wszystkim postęp w dziedzinie hardware'u, a nie bezpośrednią użyteczność komercyjną. Większość obecnych systemów nadal działa w tak zwanej erze NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) - zdolnej do imponujących demonstracji, ale ograniczonej przez poziom ryzyka błędów i brak skalowalności. Pozostają one w dużej mierze eksperymentalne i nie nadają się jeszcze do szerokich, rzeczywistych zastosowań.

W rezultacie większość obecnego entuzjazmu jest zakorzeniona w długoterminowym potencjale, a nie w sprawdzonych wynikach. Przepaść między przełomowymi odkryciami laboratoryjnymi a powszechnym wdrożeniem pozostaje duża - a jej zlikwidowanie będzie wymagało ciągłych innowacji. Wiodące firmy przyjęły te wyzwania i opracowały jasne plany działania, aby im sprostać. Ostatnio IBM zaktualizował swoją kwantową roadmapę, dążąc do dostarczenia odpornego na błędy komputera kwantowego do 2029 roku.⁶

Od potencjału do postępu

Obliczenia kwantowe mogą zbliżać się do punktu krytycznego, z potencjałem do napędzania znaczących innowacji. Ponieważ jest to dopiero rozwijająca się technologia, jej postęp będzie prawdopodobnie nierównomierny, a powszechne przyjęcie nie jest gwarantowane.

Inwestorzy, którzy dostrzegają jego długoterminowy potencjał, mogą uznać, że warto uważnie obserwować rozwój sytuacji. Kolejny przełom może być bliżej niż nam się wydaje - a dla tych, którzy są przygotowani, może to być szansa na zaangażowanie się w jedną z najbardziej obiecujących granic w nowoczesnej technologii.