Co dalej z kwantami?

Inwestycje w komputery kwantowe osiągnęły w 2022 r. rekordową wartość – ale czy przyszłość tego sektora jest świetlana? Czy mamy do czynienia z bańką? Czy generatywna sztuczna inteligencja przyciągnie inwestorów technologicznych, a komputery kwantowe podzielą los metaverse’u?

W ostatnich latach technologie kwantowe w błyskawicznym tempie urosły z fascynującej dziedziny nauki, którą zajmowano się jedynie na uniwersytetach i w instytutach badawczych, do ogromnego sektora, w którym giganci, tacy jak IBM czy Google, inwestują miliardy, a fundusze venture capital nieustannie poszukują kolejnych perełek obiecujących warte ryzyka zwroty. Według analiz McKinseya inwestycje w start-upy zajmujące się technologiami kwantowymi osiągnęły w 2022 r. najwyższy w historii poziom 2,35 mld USD. Dlaczego więc nie widzimy jeszcze praktycznych zastosowań – i jak długo trzeba będzie na takowe poczekać?

Sektor technologii kwantowych jest niemal równie dziwny jak fizyka, która leży u jego podstaw. Giganci big tech oraz powstające w szybkim tempie firmy zakładane zazwyczaj przez doświadczonych naukowców pracują nad hardware’em oraz oprogramowaniem, których gama potencjalnych zastosowań jest ogromna: łamanie szyfrowania, historyczne usprawnienia w logistyce czy nowe możliwości w odkrywaniu leków to tylko część z tego, co obiecują zwolennicy technologii kwantowych. Wąskim gardłem uniemożliwiającym rozwój owych technologii jest brak sprzętu o zastosowaniach użytkowych, a nie jedynie naukowych.

Nad zbudowaniem praktycznego komputera kwantowego pracują zarówno Amerykanie, Europejczycy, jak i Chińczycy.

Notowany na warszawskiej giełdzie Creotech podpisał z Komisją Europejską umowę na budowę 100-kubitowego komputera kwantowego do 2025 r. Akcje spółki drożeją.

W USA prym wiodą Google i IBM. Firmy te przez ostatnie lata zdominowały nagłówki kolejnymi rekordami kubitów (kwantowych bitów, z których składa się komputer kwantowy). Jednak najnowszy projekt IBM-u zakłada nie bicie kolejnych rekordów liczby kubitów w jednym chipie, a stworzenie modularnego procesora Heron, który charakteryzowałby się mniejszym szumem dotychczas uniemożliwiającym skuteczne obliczenia. Według raportu MIT Technology Review, jest to zapowiedź szerszego trendu skupiania się na zmniejszaniu szumów – zarówno poprzez modularyzaję, jak i poprzez usprawnianie technik korekty błędów.

W Chinach rozwój techonologii kwantowych napędzany jest w dużej mierze przez rząd – według McKinseya łączna wartość ogłoszonego wsparcia rządowego wyniosła aż 15,3 mld USD, co znacznie przekracza 7,2 mld oraz 1,9 mld USD, odpowiednio w Unii Europejskiej i USA. Niewątpliwie jednym z powodów, dla których rząd państwa środka jest tak skory przeznaczać fundusze na komputery kwantowe, jest ich potencjał do łamania algorytmów szyfrujących stojących na straży m.in. płatności internetowych czy wiadomości.

Dlatego już teraz wiele firm i rządów inwestuje w metody szyfrowania odpornego na łamanie kwantowe, a rozmiar rynku na takie rozwiązania może osiągnąć 30 mld USD dolarów do końca tej dekady.

Jednak zastosowania komputerów kwantowych na szyfrowaniu się nie kończą. Już teraz obiecujące rezultaty zapowiada fiński startup Algoritmiq wykorzystujący komputery kwantowe i sztuczną inteligencję do odkrywania nowych leków i przewidywania złożonych procesów chemicznych. Sabrina Maniscalco, CEO firmy, ogłosiła w listopadzie ubiegłego roku współpracę z IBM i przekonywała, że tzw. quantum advantage (przewaga nad komputerami klasycznymi możliwa do osiągnięcia tylko dzięki komputerom kwantowym) to perspektywa nie dekady, a jedynie dwóch lat.

Również w Polsce funkcjonują firmy zajmujące się softwarem dla komputerów kwantowych. Krakowska firma BEIT tworzy oprogramowanie dla logistyki, farmakologii i innych dziedzin biznesu. W marcu br. BEIT otrzymał od Europejskiej Rady Innowacji grant akceleracyjny.

Powyższe przykłady to jedynie niewielka część ogromnego rynku oprogramowania kwantowego. Jednak cały ów rynek ograniczony jest przez brak istniejącego komputera kwantowego o praktycznych zastosowaniach. Co więcej, nie ma konsensusu co do tego, kiedy – jeśli w ogóle – taki komputer zostanie stworzony.

Z tego względu coraz częściej pojawiają się głosy sceptyków, którzy wskazując na powyższy fakt diagnozują bańkę na rynku technologii kwantowych. Najgłośniejszy taki głos pochodzi Nikity Gourianova, fizyka kwantowego z Oxfordu, który w sierpniu 2022 r. opublikował na łamach „Financial Times” artykuł pod niedwuznacznym tytułem „The Quantum Computing Bubble”. Fizyk sam zajmujący się kwantowymi obliczeniami zarzuca inwestorom krótkowzroczność i powierzchowność, a swoim kolegom po fachu – zachłanność i sprzedawanie przesadzonej czy wręcz nieosiągalnej wizji. Dr. Gourianov konkluduje, że bańka kwantowa prędzej czy później nieuchronnie pęknie.

W kontekście sceptycyzmu prezentowanego m.in. przez Gourianova zasadne jest pytanie, czy komputery kwantowe staną się passé, gdy uwagę inwestorów technologicznych przyciągnie kolejna nowinka, na przykład generatywna sztuczna inteligencja, na którą boom zapoczątkowała premiera Chata GPT.

Od początku boomu na generatywną SI minęło za mało czasu, by ocenić jego wpływ na inwestycje w kwanty – zamiast tego, warto przyjrzeć się potencjałowi synergii uczenia maszynowego i technologii kwantowych. Inwestorzy i firmy widzą potencjał w wykorzystaniu komputerów kwantowych do powiększania możliwości sztucznej inteligencji. W ubiegłym roku IBM i farmaceutyczny gigant Moderna ogłosiły współpracę, w ramach której opracowywane będą metody odkrywania nowych leków za pomocą AI i technologii kwantowych. Należy jednak pamiętać, że o ile podbudowa teoretyczna dla kwantowego uczenia maszynowego jest aktywnie rozbudowywana, to jej aplikowalność jest uzależniona od zbudowania komputera kwantowego o odpowiednio małym szumie.

Podsumowując, technologie kwantowe stanowią sektor o ogromnym potencjale, którego główny komponent wyceny leży właśnie w jego możliwościach, a nie obecnie generowanej wartości. O ile w przypadku firm prowadzących wysiłki w celu budowy hardware’u istnieją uzasadnione podstawy do optymizmu, w dużej mierze ze względu na znaczące wsparcie rządowe, to w przypadku firm zajmujących się oprogramowaniem należy pamiętać o ich niemal pełnej zależności od sukcesu przedsięwzięć mających na celu stworzenie odpowiedniego sprzętu umożliwiającego uzyskanie przewagi kwantowej. Czy komputery kwantowe zrewolucjonizują technologię, czy spełnią się czarne scenariusze Gourianova – pokaże czas.