Kwantowa przyszłość komputerów. Wykuwają ją także Polacy

Przybywa komercyjnych zastosowań nowej technologii. Systemy kwantowe wymagają jednak temperatury w okolicy zera bezwzględnego
Shutterstock

Komputery kwantowe to już nie tylko ciekawostka. Są już wykorzystywane komercyjnie, także przez polskie firmy i naukowców.

Komputery te bazują na rozwiązaniach rodem z pracowni naukowych fizyków, ale pierwsze już funkcjonują. Choć to dopiero początek rozwoju sektora, który może zrewolucjonizować sposób korzystania z komputerów, wartość rynku w 2021 r. oceniana jest na 472 mln dol. Do 2026 r. ma się zwiększyć już do 1,8 mld dol. i rosnąć w średnim tempie ponad 30 proc. rocznie.

Kubitowa rewolucja

Komputery wykonują obliczenia na seriach bitów – zer i jedynek. Te kwantowe operują na kubitach, które mogą przybierać obie te wartości jednocześnie – to tzw. superpozycja. Dzięki niej moc obliczeniowa rośnie w astronomicznym tempie, ale dotąd było to możliwe w laboratoriach. Systemy kwantowe wymagają temperatur w granicy zera bezwzględnego, czyli – 273 stopni.

Komercyjnych zastosowań nowej technologii przybywa jak grzybów po deszczu, dotąd głównie w USA, ale to się szybko zmienia. Dodatkowo IBM, jeden z pionierów prac nad tą technologią, pierwszy taki komputer instaluje już w Europie. W ramach spółki joint-venture Fraunhofer-Gesellschaft postawi go w centrum niedaleko Stuttgartu. Będzie on podlegał niemieckim regulacjom prawnym.

CZYTAJ TAKŻE: BMW postawił na komputery kwantowe. Duże oszczędności

– Na świecie liczba potencjalnych wdrożeń rośnie, to uczelnie – amerykańskie czy japońskie, które opracowują zagadnienia związane choćby z rynkami finansowymi. W dziale badawczym naszej firmy zlokalizowanym w Zurychu opracowane zostały pierwsze algorytmy pionierskiego podejścia do zagadnień symulacji zachowań rynków finansowych (np. option pricing). Najwięcej projektów powstaje w ramach takich sektorów jak finanse, medycyna, nowoczesne materiały i rolnictwo – mówi Piotr Biskupski, ambasador technologii kwantowych w IBM Polska. – Naszym celem jest wzbogacenie narzędzi programistycznych, które już są używane w taki sposób, aby w nich można było wykorzystać moce komputerów kwantowych. Nie chodzi nam o to, żeby wszyscy zrozumieli mechanikę kwantową. Raczej zależy nam na tym, aby wykorzystanie komputerów kwantowych było ogólnodostępne. W zasadzie każdy może – nawet na próbę – dzisiaj skorzystać z ich możliwości, np. w ramach środowiska Qiskit – dodaje.

Otwarcie się na technologię dotyczy również Polski. IBM ma specjalny program dla uniwersytetów, w ramach którego naukowcy mogą korzystać z jego komputerów kwantowych. – Jesteśmy otwarci na biznes, w Polsce współpracujemy choćby ze startupami jak Beit Tech, ale też prowadzimy rozmowy z kilkunastoma firmami z sektorów takich jak finanse, energetyka, medycyna i sektor paliwowy. Pracujemy nad powołaniem specjalnego hubu przeznaczonego dla polskich jednostek naukowych i firm – dodaje.

Chińska sieć kwantowa łączy ponad 700 punktów, wykorzystuje dwa łącza satelitarne i ponad 2 tys. km światłowodów

Firma ma już 27 komputery kwantowe dostępne w ramach chmury obliczeniowej, ale niedługo pojawią się urządzenia posiadające ponad 1 milion kubitów – ciekawostką jest, że firmie już udało się zbudować specjalną komorę chłodzącą o rozmiarach 2,3/1,7 metra, gdzie będzie osiągana temperatura bliska zera bezwzględnego.

Kto wygra wyścig?

Do wyścigu włączył się też Google. W 2019 r. firma zaprezentowała komputer, który ma pokazać przyszłość i moc nowych technologii. Maszyna w trakcie testów wykonała skomplikowane obliczenia w czasie 3 minut i 20 sekund, podczas gdy najpotężniejszemu obecnie tradycyjnemu superkomputerowi działania te zabrałyby około 10 tysięcy lat. Choć sensowność tych wyliczeń, zwłaszcza horyzontu 10 tys. lat, wielu ekspertów skrytykowało i podważyło, to firma równie intensywnie pracuje nad takimi rozwiązaniami. – W tej chwili nie mamy nic konkretnego do ogłoszenia i skupiamy się na istocie naukowego osiągnięcia, ale myślimy długoterminowo nad tym, jak udostępnić te zasoby badaczom zewnętrznym – mówi Olga Sztuba, rzecznik Google Polska. – Już oferujemy Cirq, platformę open source do tworzenia algorytmów NISQ, i nie możemy się doczekać, kiedy zobaczymy, jakie pomysły na nim bazujące ujrzą światło dzienne – dodaje.

CZYTAJ TAKŻE: Przełom w lotnictwie i medycynie. Powstaje kwantowy radar

Nie można jednak zapominać o Chinach, gdzie powstała już licząca 4,6 tys. km kwantowa sieć komunikacyjna. Obejmuje ona zarówno łącza światłowodowe, jak i satelitarne, a informacje przesyłane w ten sposób uważa się za niemożliwe do przechwycenia. Strony komunikujące się w niej ze sobą przekazują sobie klucz służący do szyfrowania i odczytu wiadomości, który zapisany jest w stanach kwantowych cząstek, np. fotonów. Stany kwantowe wyróżnia to, że próba ich odczytania prowadzi do zmian w treści. Nawet potencjalne przechwycenie klucza jednej ze stron oznacza, iż informacja zniknie, ale nie zostanie przejęta. Chińska sieć łączy ponad 700 punktów, wykorzystuje dwa łącza satelitarne i ponad 2 tys. km światłowodów.

Nad kwantami pracują też polscy naukowcy. Fundacja na rzecz Nauki Polskiej przekazała 17 mln zł grantu na projekt TEAM-NET, kierowany przez prof. Marka Kusia. Jego celem jest scharakteryzowanie i optymalizacja obliczeń kwantowych wykonywanych przez kubity. Zespół podkreśla, że w przeciwieństwie do kwantowego komputer klasyczny wykonuje operacje w określonej kolejności, jedna po drugiej, i nie jest w stanie wykonywać ich jednocześnie.

Tagi:

Mogą Ci się również spodobać

„100 innowacji stulecia”. Nadwiślański wizjoner i pionier kinematografii

„Ślizgawka w Łazienkach” była najprawdopodobniej pierwszym filmem nakręconym w Polsce. Mógł on powstać gdzieś ...

Największa na świecie sieć kin planuje powrót w lipcu

AMC Theatres ma tysiąc kin na świecie. Planuje ponownie otworzyć je w lipcu. Największa ...

Pentagon ma pomysł na walkę z pandemią

Amerykańska armia szuka technologii, która pozwoliłaby w czasie rzeczywistym diagnozować chorych na COVID-19. Wojsko ...

Disney rusza na Netfliksa. Wiemy, kiedy wprowadzi serwis streamingowy

Disney podał wreszcie termin uruchomienia swojego długo wyczekiwanego serwisu streamingowego, który ma stanowić poważną ...

Najbogatszy człowiek chce przenieść przemysł na Księżyc

Blue Origin poleci na księżyc w celu „ratowania świata” – tymi słowami, podczas odbywającej ...

Tapeta poprawi działanie wi-fi

„Inteligentna powierzchnia” stworzona przez naukowców z bostońskiego Massachusetts Institute of Technology może dziesięciokrotnie zwiększyć ...