- Що таке квантові комп’ютери: розбираємо простими словами
- Технологічна революція: де використовують квантові комп'ютери
- Майбутнє квантових обчислень: прогнози на 2026-2030 роки
Розумні машини, які створили штучну реальність для підкорення людства та отримання з нього енергії — це не лише опис культової серії фільмів «Матриця», а й теоретичне майбутнє. Обсяги даних зростають неймовірними темпами, штучний інтелект потребує все більше ресурсів, і допомогти впоратися з усім цим можуть квантові комп’ютери. Хоча ми не фізики, але розуміємо вплив цих обчислювальних пристроїв на різні технології. Плюс завжди цікаво дізнатися більше про обладнання, яке працює за правилами, що суперечать нашій повсякденній логіці.
Що таке квантові комп’ютери: розбираємо простими словами
Для розуміння таких потужних обчислювальних пристроїв варто спочатку розібрати принцип роботи звичайного обладнання, наприклад, смартфона чи ноутбука. Вони працюють на основі класичного біта — найменшої одиниці інформації в комп'ютерних науках, що представляє один двійковий розряд з двома значеннями: 0 або 1. І це важливий момент — може бути або 0, або 1, третього не дано.
Натомість основою квантового комп'ютера є кубіт, який може існувати в суперпозиції станів. Тобто він може бути і нулем, і одиницею одночасно. Він як монетка, яка швидко обертається на столі, відповідно, є і «гербом», і «решкою» водночас.
Якщо складно зрозуміти, тоді достатньо уявити лабіринт з двома гравцями, якими в нашому випадку будуть класичний та квантовий комп'ютер. Перший просто вибирає шлях і йде по ньому доти, доки не впирається в тупик, а потім повертається назад, або шукає інші шляхи. Він робить це доволі швидко, але все ж поступово, тобто шлях → перевірка → інший шлях → перевірка й так далі. Другий гравець є чимось на кшталт туману, який просто заповнює цей лабіринт і миттєво знаходить вихід.
Читайте також: Сніфер, скамер, фрауд та інші «матюки» – короткий словничок для початкуючих айтівців
Технологічна революція: де використовують квантові комп'ютери
Ви можете подумати: «Вау, крутий пристрій, треба його купити замість свого старого ігрового ПК, щоб тягнув Cyberpunk 2077 або Microsoft Flight Simulator на максималках, або 3ds Max чи Adobe Premiere Pro з найважчими проектами». Однак в цьому немає ні сенсу, ні можливостей.
Для більшості компаній реальний шлях розвитку — не квантові процесори за мільйони доларів, а оптимізація наявної інфраструктури: швидкий виділений сервер чи коректно налаштований надійний хостинг, готовий до збільшення навантажень.
Квантовий процесор працює за температури, яка близька до абсолютного нуля — -273,15°C, що холодніше за відкритий космос. Тобто для нього потрібні кріогенні установки, які приблизно розміром з кімнату. І наостанок така маленька деталь — вартість квантового комп'ютера стартує від $10-15 млн, а для його обслуговування потрібна команда фізиків.
Тож давайте краще розберемо, де насправді використовують квантові комп’ютери, і яку користь вони вже принесли.
Фармацевтика та медицина — створення інноваційних ліків
Традиційний процес розробки нового препарату займає 10-15 років, а його вартість досягає 1.3-4 млрд доларів. Але лише невелика частина перспективних сполук виявляється дійсно успішними. Наприклад, у 2021 році на сайті Бюджетного управління Конгресу США був опублікований детальний матеріал про дослідження та розробки у фармацевтичній промисловості, в якій сказано, що приблизно 88% препаратів не отримують схвалення після клінічних випробувань. І основною причиною є нездатність класичних комп'ютерів точно змоделювати квантово-механічні взаємодії між молекулами ліків та білками в організмі людини.
Яскравим доказом користі квантових комп'ютерів для медицини є співпраця Moderna та IBM. Ще у 2023 році на сайті IBM вийшла новина, що американська компанія Moderna інвестує в розвиток квантових обчислень та дослідження їх використання у розробці майбутніх мРНК-ліків. А 17 липня 2025 року був опублікований матеріал про те, що IBM та Moderna продемонстрували здатність квантових комп'ютерів ефективно передбачати вторинні структури мРНК для послідовностей, складність яких раніше була бар'єром. Це дозволить пришвидшити етап дизайну нових вакцин та терапії раку, адже вдасться відсіювати нестабільні молекули ще до початку дорогих лабораторних синтезів.
Іншою проблемою є вибір правильних каталізаторів та умов для реакції Судзукі-Міяури, яка дозволяє створювати вуглець-вуглецеві зв'язки. Часто це відбувається шляхом звичайних експериментів, адже точне моделювання перехідних станів молекул вимагає розрахунку електронної кореляції, з цим не можуть впоратися навіть суперкомп'ютери. І тут компанія IonQ, разом з AstraZeneca, Amazon Web Services (AWS) та NVIDIA, розробила процес для квантового моделювання цієї реакції за допомогою процесора IonQ Forte. Згідно з даними Yahoo Finance, такий процес дозволив скоротити час розробки рішення для моделювання каталітичних реакцій більш ніж у 20 разів, тобто з декількох місяців до лічених днів. І це дійсно важлива подія у 2025 році, адже дає змогу розв'язати складні проблеми, підвищити швидкість та ефективність розробки ліків.
Читайте також: Тріумф та загрози штучного інтелекту — як нейромережі впливають на наше життя і як вони законодавчо регулюються
Фінансовий сектор — прогнозування дефолтів та боротьба з відмиванням грошей
Одним із найбільших ризиків для банку є раптове погіршення кредитного рейтингу позичальника. Кожне подібне падіння, особливо якщо це стосується переходу компанії з категорії «інвестиційної» у «спекулятивну» тягне за собою необхідність збільшення резервів капіталу та збитки. І класичні моделі машинного навчання, навіть враховуючи їх постійне вдосконалення, часто пропускають слабкі сигнали на ранніх етапах, що призводить до запізнілої реакції.
У 2021 році Crédit Agricole CIB об'єднав зусилля з Pasqal та компанією Multiverse Computing для впровадження квантових нейронних мереж. Понад 1.5 роки тривав експеримент, в якому квантові алгоритми навчалися на історичних даних, щоб виявити нелінійні кореляції, які передували дефолтам у минулому, але були непомітні для класичних алгоритмів. І у 2023 році прес-центр Crédit Agricole CIB опублікував новину, що експеримент завершився успішно, продемонструвавши, що квантові моделі можуть передбачати зниження рейтингів з вищою точністю та меншими вимогами до обсягу тренувальних даних порівняно з класичними аналогами. Це дозволяє банку завчасно коригувати кредитний портфель та уникати мільярдних збитків.
Автомобільна промисловість — оптимізація сенсорів та створення АКБ
У 2021 році були опубліковані результати конкурсу квантових обчислень BMW Group та Amazon Web Services (AWS), де потрібно знайти рішення для розміщення на автомобілі сенсорів з метою «бачити» світ навколо себе на 360 градусів та безпечно пересуватися.
Переможцем стала компанія Quantum Computing Inc. (QCI), яка застосувала технологію ентропійних квантових обчислень. Команда змоделювала задачу з 3854 змінними та понад 500 обмеженнями. І так вдалося знайти оптимальну конфігурацію з 15 сенсорів, яка забезпечує 96% покриття безпілотного автомобіля. На пошуки пішло всього 6 хвилин, в той час як попередні рішення на базі класичних або гібридних алгоритмів витрачали на це години або давали менш точні результати.
Енергетика та екологія — перший квантовий комп'ютер на Близькому сході для промисловості
Ще 20 травня 2024 року на сайті Pasqal з'явилась новина про підписання договору Aramco з Pasqal з метою розгортання першого квантового комп'ютера в Королівстві Саудівська Аравія. Компанія дотрималася слова, і у листопаді 2025 року був опублікований вже інший матеріал про розгортання квантового комп'ютера Pasqal, що працює на технології нейтральних атомів, у центрі обробки даних Aramco в Дахрані.
Однією з важливих задач є ефективне управління нафтовими родовищами, що вимагає точного розуміння того, як рідини (нафта, вода, газ) рухаються крізь пористі породи під величезним тиском. Критичне значення пояснюється тим, що помилки в моделюванні призводять до неефективного буріння та залишення значних обсягів ресурсів у надрах. І ось встановлена 200-кубітна машина на нейтральних атомах як раз має на меті розв'язувати задачі моделювання потоків та оптимізації буріння з новою ефективністю.
Майбутнє квантових обчислень: прогнози на 2026-2030 роки
Ми вже розібралися, що таке квантові комп’ютери та де вони застосовуються. І протягом 2025 року, та загалом останніх 5 років, з'явилося багато кейсів інтеграції квантових процесорів у різні сфери життя. Тож постає логічне питання — що з ними буде в майбутньому. І тут варто відразу відзначити, що всі останні новини вказують на перехід від теоретичних дискусій, лабораторних експериментів та одиничних випадків використань, про які більше говорять, ніж показують неймовірні результати, до більш конкретних, практичних, комерційних застосувань.
Загалом варто виділити такі напрямки розвитку квантових комп'ютерів на наступні 5 років:
- Збільшення кількості кубітів. Ми вже бачимо як IBM розробляє системи з все більшою кількістю Qubits, що цілком логічно, адже це напряму впливає на можливість розв'язувати складні задачі. І звичайно ця тенденція продовжиться, тим самим збільшуючи шанси на досягнення «квантової переваги».
- Рішення проблеми охолодження. Це дуже важливе питання, тим паче масштабування систем вимагає величезних кріогенних установок. Тобто чим більше кубітів, тим складніше відводити тепло від керуючої електроніки. І вже зараз провідні компанії шукають рішення, наприклад, у фотоніці та кремнієвих кубітах, що можуть працювати при вищих температурах.
- Зниження рівня помилок. Окрім труднощів з охолодженням, великою проблемою є висока частота помилок. Тож в наступні 5 років компанії будуть приділяти увагу цьому аспекту, намагаючись зробити обчислення більш надійними, навіть якщо повноцінні відмовостійкі системи ще не будуть досконалими.
- Розширення комерційних застосувань. Теорія це добре, а гроші — ще краще. Ми вже бачимо застосування квантових обчислень у логістиці (використання двигуна HONE дозволило оптимізувати роботу термінала Pier 300), фармацевтиці (та ж квантова симуляція вторинної структури мРНК), фінансах (прогнозування дефолтів з процесорами на нейтральних атомах). Тож можна припустити, що в наступні 5 років квантові алгоритми керуватимуть автономними флотиліями вантажівок та дронів, моделюватимуть взаємодію ліків з білками організму на атомному рівні, стануть стандартом для управління портфелями активів у реальному часі та виявлення шахрайства.
- Гібридні обчислення. З усіма перевагами квантових комп'ютерів не варто забувати про класичні пристрої. І найбільш реалістичним сценарієм є як раз не заміна квантових комп'ютерів, а їх тандем з класичними суперкомп'ютерами (дивно розуміти як швидко розвивається людство, що ми вже суперкомп'ютери вважаємо класикою).
- Зміна криптографії. В найближчі 5 років навряд чи з'являться універсальні квантові комп'ютери, які здатні зламати сучасні криптографічні алгоритми. Однак вже може початися активний перехід урядів та великих корпорацій до пост-квантової криптографії (PQC). Саме це дозволить системам стати стійкими навіть до атак квантових комп'ютерів у далекому майбутньому.
І українці теж мають значний вплив на розвиток технологій. Хоча квантові комп'ютери часто асоціюються з гігантами на кшталт IBM чи Google, українські інженери та науковці роблять вагомий внесок у цю індустрію. Наприклад, Максим Січ та Андрій Ямшанов (співзасновники британської компанії Aegiq) у 2025 році представили світу власний квантовий комп'ютер Artemis, який використовує фотонні технології замість надпровідників, що дозволяє працювати без громіздких систем охолодження.
Читайте також: Винаходи українців в IT-галузі
Тож тепер ви розумієте, що квантові обчислення більше не є технологією далекого майбутнього. Вони вже застосовуються, а в найближчі роки ця тенденція лише прискориться. Основний фокус зміститься від теоретичних досягнень до створення надійних, хоч і спеціалізованих, систем, які зможуть забезпечити відчутну комерційну вигоду для користувачів у вузьких галузях. І, якщо вдасться знайти вирішення проблем з помилками та охолодженням, то вони стануть справжнім інструментом в арсеналі високотехнологічних компаній.
