Powstał najszybszy komputer kwantowy na świecie. Pomoże rozwiązać skomplikowane problemy matematyczne oraz przyda się w finansach i medycynie

Koncern Honeywell ogłosił zakończenie prac nad komputerem kwantowym nowej generacji. Ich maszyna osiągnęła objętość kwantową równą 64, dwukrotnie prześcigając pod tym względem dotychczasowego lidera – komputer kwantowy IBM Raleigh. Komercjalizacja urządzenia ma umożliwić przeprowadzenie procesów matematycznych, które przekraczają możliwości obliczeniowe komputerów krzemowych. Komputery kwantowe mogą znaleźć zastosowanie m.in. w branży finansowej, motoryzacyjnej czy medycznej.

– To, co sprawia, że nasze komputery kwantowe są tak wydajne, to posiadanie kubitów najwyższej jakości, z najniższym poziomem błędów. Jest to połączenie wykorzystania identycznych, w pełni połączonych kubitów i precyzyjnej kontroli – podkreśla Tony Uttley, prezes Honeywell Quantum Solutions. – Gdy te kubity oddziałują ze sobą w obliczeniach, otrzymujemy kwantowe „supermoce”, wykładniczy wzrost liczby wartości, które można rozpatrywać jednocześnie.

Sercem komputera kwantowego od Honeywell jest kriogeniczna komora próżniowa schłodzona za pomocą ciekłego helu do 10 K – temperatury bliskiej zera absolutnego. Wewnątrz niej, 0,1 mm ponad pułapką jonową, lewitują pojedyncze atomy uwięzione w polu elektrycznym. Po przepuszczeniu przez nie wiązki laserowej naukowcy mogą wykonywać za ich pośrednictwem operacje kwantowe.

Przewaga komputera kwantowego nad konstrukcjami opartymi na półprzewodnikach z krzemu tkwi w sposobie przetwarzania danych. Klasyczne komputery przetwarzają bity zero-jedynkowo, a każdy z nich może przyjąć wyłącznie jeden konkretny stan. Maszyny kwantowe bazują na kubitach, mogących przyjmować superpozycję, w której znajdują się w dwóch stanach jednocześnie. Wykorzystanie kubitów pozwala przeprowadzać skomplikowane operacje matematyczne znacznie szybciej niż przy wykorzystaniu algorytmów zero-jedynkowych.

– Technologia kwantowa pozwoli uzyskać dokładną odpowiedź, a nie tylko się do niej zbliżyć – przekonuje Tony Uttley. – Można przyjrzeć się różnym interakcjom dokładnie w tym samym czasie, aby znaleźć optymalne rozwiązanie.

Potencjał tej technologii zaprezentowali w 2019 roku inżynierowie Google’a, generując za pośrednictwem 54-kubitowego procesora Sycamore przypadkowy ciąg cyfr i potwierdzając jego losowość. Operację, którą tradycyjne superkomputery wykonałyby w 10 tys. lat, komputer kwantowy od Google ukończył w 3 minuty i 20 sekund.

Szeroko zakrojone prace nad komercjalizacją komputerów kwantowych prowadzi także firma IBM. Amerykańska korporacja otworzyła w Nowym Jorku Centrum Obliczeń Kwantowych, ośrodek badawczo-rozwojowy umożliwiający zdalne korzystanie z mocy obliczeniowej komputerów kwantowych za pośrednictwem platformy IBM Q Experience w celach naukowych i komercyjnych.

– Wróciliśmy do korzeni. 60 lat temu komputery zajmowały cały pokój, a wszędzie widniały jedynie przewody. Z komputerami kwantowymi dziś jest podobnie – mówi prezes Honeywell Quantum Solutions.

Komputery kwantowe mogą posłużyć do prowadzenia zaawansowanych symulacji medycznych np. w celu opracowania nowego leku. W branży motoryzacyjnej mogą posłużyć do optymalizacji ruchu drogowego, a branża finansowa za pomocą kwantowych algorytmów może skutecznie chronić swoje rozwiązania. Technologia kwantowa może się przydać wszędzie tam, gdzie poszukuje się nowych rozwiązań, materiałów czy modeli matematycznych i fizycznych.

Według analityków z firmy MarketsandMarkets wartość globalnego rynku obliczeń kwantowych w 2019 roku wyniosła 93 mld dol. Przewiduje się, że do 2024 roku wzrośnie do 283 mld dol. przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie blisko 25 proc.