Klucz do suwerenności technologicznej Unii

Na przestrzeni ostatnich dekad można było zaobserwować stopniową marginalizację technologiczną Europy, która stawała się uzależniona od importu zaawansowanych mikrochipów ze Stanów Zjednoczonych i Tajwanu. Rozwiązaniem tego problemu mogą się okazać technologie kwantowe, gdzie w przeciwieństwie do technologii krzemowych wszystkie światowe ośrodki gospodarcze startują z równej pozycji.

Mateusz Wypchlak, ekspert ds. algorytmów kwantowych

Foto: linkedin.com

Dzisiejsza gospodarka światowa jest uzależniona od krzemowych mikrochipów. Są one obecnie używane praktycznie w każdym sprzęcie elektronicznym – od kart kredytowych po zmywarki, kuchenki mikrofalowe i samochody. W wyniku uwarunkowań historycznych i politycznych mających miejsce po II wojnie światowej ich rynek jest jednak znacznie skoncentrowany, jako że gros produkcji ma miejsce w Chinach (24 proc.), na Tajwanie (18 proc., w tym około 70 proc. najbardziej zaawansowanych mikrochipów), w Korei Południowej (17 proc.), Japonii (17 proc.) i Stanach Zjednoczonych (10 proc.). Kraje członkowskie UE zgłaszają tymczasem zapotrzebowanie na 20 proc. całkowitej światowej podaży mikrochipów, podczas gdy produkują ich jedynie 8 proc. (w tym 0 proc. najbardziej zaawansowanych).

Choć Unia Europejska w ramach tzw. European Chips Act ogłosiła inwestycje w branżę mikrochipów w wysokości 43 mld USD do 2030 r., to biorąc pod uwagę znacznie większe wydatki USA (450 mld USD) i Chin (około 100 mld USD), Boston Consulting Group i Semiconductor Industry Association prognozują, że Europie nie uda się zwiększyć swojego udziału w tym kluczowym rynku. Jednakże na horyzoncie pojawiają się technologie kwantowe, które mogą całkowicie przeformułować dotychczasowe paradygmaty rozwoju technologicznego, jako że będą one oferować poziom złożoności obliczeń nieosiągalny za pomocą tradycyjnych, krzemowych procesorów.

W tradycyjnych mikrochipach opartych na technologii krzemowej przyrost mocy obliczeniowej zależy przede wszystkim od liczby tranzystorów, które operują jedynie na wartościach 0 i 1 (bit). Tymczasem kubity, stanowiące kwantowy odpowiednik bitów, mogą przyjmować dowolny stan pomiędzy 0 a 1. Co więcej, potrafią one przyjmować kilka stanów jednocześnie, w ramach tzw. „superpozycji”. Cechy te zwiększają ich możliwości obliczeniowe o kilkadziesiąt rzędów wielkości, deklasując obecnie używaną technologię, jako że są w stanie rozwiązywać wiele obliczeń jednocześnie. Przykładowo, komputer kwantowy jest w stanie rozwiązać w ciągu jednego dnia problem, który zająłby tradycyjnemu superkomputerowi krzemowemu więcej czasu, niż minęło od Wielkiego Wybuchu.

Sprawia to, że komputery kwantowe mogą znaleźć szereg zastosowań w problemach wymagających skomplikowanych obliczeń, związanych m.in. z opracowywaniem nowych leków, wymyślaniem nowych syntetycznych materiałów, zarządzaniem łańcuchami dostaw, zarządzaniem portfelem inwestycyjnym, uczeniem maszynowym czy kryptografią. Tym samym prognozowana wartość rynku technologii kwantowych na 2040 r. wynosi ponad 100 mld USD, jednakże niewykluczone, że tak naprawdę będzie to znacznie wyższa kwota, jako że obecne prognozy nie uwzględniają w ogóle sektora prywatnego, skupiając się wyłącznie na inwestycjach publicznych. Oprócz tego, całkowity wpływ technologii kwantowej na gospodarkę znacznie wykroczy poza jej wartość, biorąc pod uwagę wzrost produktywności branż, które będą w stanie ją wykorzystać.

Fakt, że technologia kwantowa znajduje się obecnie na początkowej fazie rozwoju stanowi ogromną szansę dla Unii Europejskiej – startuje bowiem do tego „kwantowego wyścigu” na równych warunkach co Stany Zjednoczone i Chiny. Do tej pory całkowite światowe inwestycje w technologie kwantowe wyniosły około 42 mld USD, spośród których za 15,3 mld (36,3 proc.) odpowiadają Chiny, za 3,8 mld (9,0 proc.) Stany Zjednoczone, zaś kraje Unii Europejskiej i Wielka Brytania łącznie za 12,7 mld (30,2 proc.). Oznacza to, że UE, w przeciwieństwie do sektora mikrochipów, ma szansę stać się jednym z głównych graczy na wyłaniającym się rynku technologii kwantowych, co będzie warunkiem koniecznym do odzyskania suwerenności technologicznej kontynentu.

Na szczęście kraje członkowskie UE wydają się być tego świadome. Już w 2023 r. Komisja Europejska opracowała Europejską Deklarację dot. Technologii Kwantowych (ang. European Declaration on Quantum Technologies, niekiedy w skrócie Quantum Pact), w której zawarto ambicję opracowania pierwszych komputerów kwantowych w 2025 r. oraz osiągnięcia statusu światowego lidera w 2030 r., w wyniku czego Europa ma stać się światową „Doliną Kwantową”. Początkowo inicjatywą zainteresowane były głównie Niemcy, Francja, Dania, Holandia i Irlandia, których rządy najszybciej przyjęły narodowe strategie rozwoju technologii kwantowych. Jednakże w lipcu 2025 r. Deklarację podpisały już wszystkie kraje członkowskie.

Niezwykle korzystne było tu również uwzględnienie Polski wśród grona pierwszych sześciu europejskich krajów (razem z Czechami, Niemcami, Francją, Hiszpanią i Włochami), w których znajdą się komputery kwantowe. Sprzęt pozyskany w ramach europejskiej inicjatywy ma pojawić się już w 2025 r. w Poznaniu, a niezależnie od tego konsorcjum Politechniki Warszawskiej, Wojskowej Akademii Technicznej oraz Wojskowego Instytutu Technicznego Uzbrojenia pracuje także nad polskim prototypem, w pełni dostosowanym do potrzeb cyberbezpieczeństwa wojska i służb specjalnych.

Zważywszy na wczesny poziom rozwoju technologii kwantowych, Europa ma jeszcze czas na zastanowienie się nad strategią dalszych prac badawczo-rozwojowych. Zważywszy na mnogość możliwych zastosowań komputerów kwantowych, coraz częściej można jednak usłyszeć opinie odnoszące się do konieczności jednoczesnego rozwoju kilku kwantowych „klastrów”, spośród których każdy miałby za zadanie współpracę z lokalnym ekosystemem naukowym, biznesowym i finansowym, uwzględniając przy tym regionalne uwarunkowania. Przykładowo, wymienia się klaster francusko-niemiecko-holenderski, który mógłby wyspecjalizować się w rozwiązaniach komercyjnych.

Wydaje się zatem, że w związku z trwającymi pracami badawczo-rozwojowymi na potrzeby wojska, położeniem geograficznym oraz napiętą sytuacją geopolityczną, Polska wraz z Czechami mogłyby stanąć na czele klastra Europy Środkowo-Wschodniej specjalizującego się w cyberbezpieczeństwie, do którego w przyszłości mogłyby dołączyć kraje bałtyckie, Bułgaria, Rumunia, a z czasem być może także Ukraina i Mołdawia. Stanowiłoby to tym samym trwałą spuściznę polskiej prezydencji w Radzie Unii Europejskiej z I połowy 2025 r., która koncentrowała się na zagadnieniach związanych z bezpieczeństwem. Polscy decydenci polityczni i dyplomaci powinni więc dołożyć starań w kierunku promocji takiego rozwiązania, gdyż taki rozwój sytuacji zadziałałby na korzyść tak Polski, jak i całej UE.