- Czym są komputery kwantowe: wyjaśniamy prostymi słowami
- Rewolucja technologiczna: gdzie wykorzystuje się komputery kwantowe
- Przyszłość obliczeń kwantowych: prognozy na lata 2026-2030
Inteligentne maszyny, które stworzyły sztuczną rzeczywistość w celu podbicia ludzkości i pozyskania z niej energii — to nie tylko opis kultowej serii filmów „Matrix”, ale także teoretyczna przyszłość. Ilość danych rośnie w niewiarygodnym tempie, sztuczna inteligencja potrzebuje coraz więcej zasobów, a komputery kwantowe mogą pomóc w radzeniu sobie z tym wszystkim. Choć nie jesteśmy fizykami, rozumiemy wpływ tych urządzeń obliczeniowych na różne technologie. Poza tym zawsze ciekawie jest dowiedzieć się więcej o sprzęcie, który działa na zasadach sprzecznych z naszą codzienną logiką.
Czym są komputery kwantowe: wyjaśniamy prostymi słowami
Aby zrozumieć działanie tak potężnych urządzeń obliczeniowych, warto najpierw rozważyć zasadę działania zwykłego sprzętu, na przykład smartfona czy laptopa. Działają one na podstawie klasycznego bitu — najmniejszej jednostki informacji w naukach komputerowych, która reprezentuje jeden bit binarny z dwoma wartościami: 0 lub 1. I to jest ważny moment — może być albo 0, albo 1, trzeciej opcji nie ma.
Natomiast podstawą komputera kwantowego jest kubit, który może istnieć w superpozycji stanów. Oznacza to, że może być zarówno zerem, jak i jedynką jednocześnie. Jest jak moneta, która szybko obraca się na stole, więc jest i „orłem”, i „reszką” jednocześnie.
Jeśli trudno to zrozumieć, wystarczy wyobrazić sobie labirynt z dwoma graczami, którymi w naszym przypadku będą klasyczny i kwantowy komputer. Pierwszy po prostu wybiera ścieżkę i idzie nią, aż napotyka ślepy zaułek, a następnie wraca lub szuka innych dróg. Robi to dość szybko, ale wciąż stopniowo, czyli ścieżka → sprawdzenie → inna ścieżka → sprawdzenie i tak dalej. Drugi gracz jest czymś w rodzaju mgły, która po prostu wypełnia ten labirynt i natychmiast znajduje wyjście.
Przeczytaj także: Sniffer, skamer, fraud i inne „przekleństwa” – krótki słownik dla początkujących IT-owców
Rewolucja technologiczna: gdzie wykorzystuje się komputery kwantowe
Możesz pomyśleć: „Wow, świetne urządzenie, muszę je kupić zamiast mojego starego komputera do gier, żeby pociągnął Cyberpunk 2077 lub Microsoft Flight Simulator na maksymalnych ustawieniach, albo 3ds Max czy Adobe Premiere Pro z najtrudniejszymi projektami”. Jednak nie ma w tym ani sensu, ani możliwości.
Dla większości firm realna ścieżka rozwoju to nie kwantowe procesory warte miliony dolarów, lecz optymalizacja istniejącej infrastruktury: szybki serwer dedykowany lub poprawnie skonfigurowany, niezawodny hosting, gotowy na zwiększone obciążenia.
Procesor kwantowy działa w temperaturze bliskiej zeru absolutnemu — -273,15°C, co jest chłodniejsze niż otwarta przestrzeń kosmiczna. Oznacza to, że potrzebuje instalacji kriogenicznych, które mają rozmiar mniej więcej pokoju. I na koniec taka mała szczegół — koszt komputera kwantowego zaczyna się od 10-15 mln dolarów, a do jego obsługi potrzebny jest zespół fizyków.
Więc lepiej przyjrzyjmy się, gdzie tak naprawdę wykorzystuje się komputery kwantowe i jakie korzyści już przyniosły.
Farmaceutyka i medycyna — tworzenie innowacyjnych leków
Tradycyjny proces opracowywania nowego leku trwa 10-15 lat, a jego koszt osiąga 1,3-4 miliardy dolarów. Jednak tylko niewielka część obiecujących związków okazuje się naprawdę udana. Na przykład w 2021 roku na stronie Biura Budżetowego Kongresu USA opublikowano szczegółowy materiał na temat badań i rozwoju w przemyśle farmaceutycznym, w którym stwierdzono, że około 88% leków nie uzyskuje zatwierdzenia po badaniach klinicznych. A główną przyczyną jest niezdolność klasycznych komputerów do dokładnego modelowania kwantowo-mechanicznych interakcji między cząsteczkami leków a białkami w organizmie człowieka.
Jasnym dowodem na korzyści płynące z komputerów kwantowych dla medycyny jest współpraca Moderny i IBM. Już w 2023 roku na stronie IBM pojawiła się wiadomość, że amerykańska firma Moderna inwestuje w rozwój obliczeń kwantowych i badania ich zastosowania w opracowywaniu przyszłych leków mRNA. A 17 lipca 2025 roku opublikowano materiał mówiący, że IBM i Moderna wykazały zdolność komputerów kwantowych do skutecznego przewidywania struktur drugorzędowych mRNA dla sekwencji, których złożoność wcześniej stanowiła barierę. To pozwoli przyspieszyć etap projektowania nowych szczepionek i terapii nowotworowych, ponieważ uda się odfiltrować niestabilne cząsteczki jeszcze przed rozpoczęciem kosztownych syntez laboratoryjnych.
Innym problemem jest wybór odpowiednich katalizatorów i warunków dla reakcji Suzuki-Miyaura, która pozwala na tworzenie wiązań węgiel-węgiel. Często odbywa się to poprzez zwykłe eksperymenty, ponieważ dokładne modelowanie stanów przejściowych cząsteczek wymaga obliczenia korelacji elektronowych, z czym nie mogą sobie poradzić nawet superkomputery. I tutaj firma IonQ, razem z AstraZeneca, Amazon Web Services (AWS) i NVIDIA, opracowała proces kwantowego modelowania tej reakcji za pomocą procesora IonQ Forte. Zgodnie z danymi Yahoo Finance, taki proces pozwolił skrócić czas opracowania rozwiązania do modelowania reakcji katalitycznych ponad 20 razy, z kilku miesięcy do zaledwie dni. I to naprawdę ważne wydarzenie w 2025 roku, ponieważ umożliwia rozwiązanie złożonych problemów, zwiększenie szybkości i efektywności opracowywania leków.
Przeczytaj także: Triumf i zagrożenia sztucznej inteligencji — jak sieci neuronowe wpływają na nasze życie i jak są regulowane prawnie
Sektor finansowy — prognozowanie niewypłacalności i walka z praniem pieniędzy
Jednym z największych ryzyk dla banku jest nagłe pogorszenie ratingu kredytowego pożyczkobiorcy. Każdy taki spadek, szczególnie jeśli dotyczy przejścia firmy z kategorii „inwestycyjnej” do „spekulacyjnej”, pociąga za sobą konieczność zwiększenia rezerw kapitałowych i straty. A klasyczne modele uczenia maszynowego, nawet biorąc pod uwagę ich ciągłe doskonalenie, często pomijają słabe sygnały na wczesnych etapach, co prowadzi do spóźnionej reakcji.
W 2021 roku Crédite Agricole CIB połączył siły z Pasqal i firmą Multiverse Computing w celu wdrożenia kwantowych sieci neuronowych. Eksperyment trwał ponad 1,5 roku, w którym kwantowe algorytmy uczyły się na danych historycznych, aby wykrywać nieliniowe korelacje, które poprzedzały niewypłacalności w przeszłości, ale były niewidoczne dla klasycznych algorytmów. A w 2023 roku centrum prasowe Crédite Agricole CIB opublikowało wiadomość, że eksperyment zakończył się sukcesem, wykazując, że modele kwantowe mogą przewidywać spadki ratingów z wyższą dokładnością i mniejszymi wymaganiami co do ilości danych treningowych w porównaniu do klasycznych odpowiedników. To pozwala bankowi na wcześniejsze dostosowanie portfela kredytowego i unikanie miliardowych strat.
Przemysł motoryzacyjny — optymalizacja czujników i tworzenie akumulatorów
W 2021 roku opublikowano wyniki konkursu obliczeń kwantowych BMW Group i Amazon Web Services (AWS), w którym trzeba było znaleźć rozwiązanie dla umiejscowienia czujników w samochodzie, aby „widzieć” świat wokół siebie w 360 stopniach i poruszać się bezpiecznie.
Zwycięzcą została firma Quantum Computing Inc. (QCI), która zastosowała technologię obliczeń kwantowych opartych na entropii. Zespół zmodelował zadanie z 3854 zmiennymi i ponad 500 ograniczeniami. I tak udało się znaleźć optymalną konfigurację z 15 czujnikami, która zapewnia 96% pokrycia samochodu autonomicznego. Na poszukiwania poświęcono zaledwie 6 minut, podczas gdy wcześniejsze rozwiązania oparte na klasycznych lub hybrydowych algorytmach zajmowały godziny lub dawały mniej dokładne wyniki.
Energetyka i ekologia — pierwszy komputer kwantowy na Bliskim Wschodzie dla przemysłu
Jeszcze 20 maja 2024 roku na stronie Pasqal pojawiła się wiadomość o podpisaniu umowy Aramco z Pasqal w celu wdrożenia pierwszego komputera kwantowego w Królestwie Arabii Saudyjskiej. Firma dotrzymała słowa, a w listopadzie 2025 roku opublikowano już inny materiał o wdrożeniu komputera kwantowego Pasqal, który działa na technologii atomów neutralnych, w centrum przetwarzania danych Aramco w Dhahran.
Jednym z ważnych zadań jest efektywne zarządzanie złożami ropy naftowej, co wymaga dokładnego zrozumienia, jak płyny (ropa, woda, gaz) poruszają się przez porowate skały pod ogromnym ciśnieniem. Krytyczne znaczenie wynika z tego, że błędy w modelowaniu prowadzą do nieefektywnego wiercenia i pozostawienia znacznych ilości zasobów w ziemi. I oto zainstalowana maszyna 200-kubitowa na atomach neutralnych ma na celu rozwiązywanie zadań modelowania przepływów i optymalizacji wiercenia z nową efektywnością.
Przyszłość obliczeń kwantowych: prognozy na lata 2026-2030
Już zrozumieliśmy, czym są komputery kwantowe i gdzie są stosowane. I w ciągu 2025 roku, a ogólnie w ciągu ostatnich 5 lat, pojawiło się wiele przypadków integracji procesorów kwantowych w różnych dziedzinach życia. Więc pojawia się logiczne pytanie — co z nimi będzie w przyszłości. I tutaj warto od razu zauważyć, że wszystkie ostatnie wiadomości wskazują na przejście od teoretycznych dyskusji, eksperymentów laboratoryjnych i pojedynczych przypadków zastosowań, o których mówi się więcej, niż pokazuje niesamowite wyniki, do bardziej konkretnych, praktycznych, komercyjnych zastosowań.
Ogólnie warto wyróżnić następujące kierunki rozwoju komputerów kwantowych na następne 5 lat:
- Zwiększenie liczby kubitów. Już widzimy, jak IBM opracowuje systemy z coraz większą liczbą kubitów, co jest całkowicie logiczne, ponieważ bezpośrednio wpływa na możliwość rozwiązywania złożonych zadań. I oczywiście ten trend będzie kontynuowany, zwiększając szanse na osiągnięcie „kwantowej przewagi”.
- Rozwiązanie problemu chłodzenia. To bardzo ważna kwestia, tym bardziej, że skalowanie systemów wymaga ogromnych instalacji kriogenicznych. Oznacza to, że im więcej kubitów, tym trudniej odprowadzać ciepło z elektroniki sterującej. I już teraz wiodące firmy szukają rozwiązań, na przykład w fotonice i kubitach krzemowych, które mogą działać w wyższych temperaturach.
- Zmniejszenie poziomu błędów. Oprócz trudności z chłodzeniem, dużym problemem jest wysoka częstotliwość błędów. Dlatego w ciągu następnych 5 lat firmy będą zwracać uwagę na ten aspekt, starając się uczynić obliczenia bardziej niezawodnymi, nawet jeśli pełnoprawne systemy odporne na błędy jeszcze nie będą doskonałe.
- Rozszerzenie zastosowań komercyjnych. Teoria to jedno, a pieniądze — to jeszcze lepsze. Już widzimy zastosowanie obliczeń kwantowych w logistyce (wykorzystanie silnika HONE pozwoliło zoptymalizować pracę terminalu Pier 300), farmaceutyce (ta sama kwantowa symulacja struktury drugorzędowej mRNA), finansach (prognozowanie niewypłacalności z procesorami na atomach neutralnych). Można więc przypuszczać, że w ciągu następnych 5 lat algorytmy kwantowe będą zarządzać autonomicznymi flotami ciężarówek i dronów, modelować interakcje leków z białkami organizmu na poziomie atomowym, staną się standardem w zarządzaniu portfelami aktywów w czasie rzeczywistym oraz w wykrywaniu oszustw.
- Hybrydowe obliczenia. Z wszystkimi zaletami komputerów kwantowych nie należy zapominać o klasycznych urządzeniach. A najbardziej realistycznym scenariuszem jest właśnie nie zastąpienie komputerów kwantowych, ale ich tandem z klasycznymi superkomputerami (dziwnie jest zrozumieć, jak szybko rozwija się ludzkość, że już superkomputery uważamy za klasykę).
- Zmiana kryptografii. W najbliższych 5 latach mało prawdopodobne jest, aby pojawiły się uniwersalne komputery kwantowe, które byłyby w stanie złamać nowoczesne algorytmy kryptograficzne. Jednak już może rozpocząć się aktywne przejście rządów i dużych korporacji do postkwantowej kryptografii (PQC). To właśnie pozwoli systemom stać się odpornymi nawet na ataki komputerów kwantowych w dalekiej przyszłości.
I Ukraińcy również mają znaczący wpływ na rozwój technologii. Choć komputery kwantowe często kojarzone są z gigantami takimi jak IBM czy Google, ukraińscy inżynierowie i naukowcy wnoszą istotny wkład w tę branżę. Na przykład Maksym Sicz i Andrij Jamszanow (współzałożyciele brytyjskiej firmy Aegiq) w 2025 roku przedstawili światu własny komputer kwantowy Artemis, który wykorzystuje technologie fotonowe zamiast nadprzewodników, co pozwala na pracę bez ogromnych systemów chłodzenia.
Przeczytaj także: Wynalazki Ukraińców w branży IT
Więc teraz rozumiesz, że obliczenia kwantowe nie są już technologią odległej przyszłości. Już są stosowane, a w najbliższych latach ten trend tylko przyspieszy. Główny nacisk przesunie się od osiągnięć teoretycznych do tworzenia niezawodnych, choć specjalistycznych, systemów, które będą mogły zapewnić wymierne korzyści komercyjne dla użytkowników w wąskich dziedzinach. I jeśli uda się znaleźć rozwiązania problemów z błędami i chłodzeniem, staną się prawdziwym narzędziem w arsenale wysoko technologicznych firm.
