Technologia komputerów kwantowych raczej nie trafi w ręce statystycznego konsumenta. Informacje płynące z tych tytanów obliczeniowych będą trafiały do państw i ponadnarodowych bytów takich jak korporacje. Mają one usprawnić całe sektory gospodarki. Jakie zmiany mogą potencjalnie przynieść i jaki impakt pozostawią na naszej cywilizacji.
Moc obliczeniowa w snach fantastów
Podstawą obliczeniową klasycznych komputerów jest bit. Pracują one w systemie zero jedynkowym. W praktyce wygląda to tak, że miliardy bitów odbijają się od zera do jeden. Błyskawicznie zmienia się stan z jednego na drugi. Komputery kwantowe charakteryzuje wielostanowość. Innymi słowy superpozycja to właściwość kwantowych bitów, zwanych kubitami/qubitami (eng.). Można to też ująć metaforycznie – komputery klasyczne widzą jak daltoniści monochromatyczni, a nawet gorzej, bo daltonista monochromatyczny widzi odcienie szarości między czernią i biel. Tradycyjne komputery operują tylko skrajną bielą lub skrajną czernią. Kubity w komputerach kwantowych mogą przybrać każdą barwę.
Zbadanie stanu kubita w superpozycji nastręcza trudności. Próba zbadania stanu kubita w superpozycji sprawia, że stan ten się rozprasza. Kubit przechodzi wtedy w znany nam z klasycznych komputerów stan zero jedynkowy. Okazuje się jednak, że to fasadowa przeszkoda w wykorzystaniu ich potencjału obliczeniowego. Naukowcy nauczyli się replikować zjawisko splątania, które występuje między dwoma kubitami. Pozwala to determinować stan jednego na drugi. Oddalone od siebie w przestrzeni mogą przekazywać sobie informacje. Taka transmisja nosi nazwę kwantowej teleportacji.
High endowy piec jest w stanie symulować pracę ośmiu kubitów, ale do tego żeby symulować sto nie starczyłoby wszystkich komputerów świata.
Pamiętacie ostatnie sezony Westworld? Wyobraźcie sobie AI, która ma do dyspozycji moc obliczeniową komputerów kwantowych. Z tym mierzą się bohaterowie w ostatnich sezonach. Czy taka moc mogłaby rzeczywiście sprawić, że AI miałaby wręcz nadprzyrodzone zdolności?
Zejdźmy jednak na ziemię i spróbujmy odpowiedzieć na rodzące się pytania. Na jakie segmenty gospodarki czy wreszcie jak na nasze codzienne życie wpłyną komputery kwantowe. Miejmy jednak na uwadze wizje przedstawioną w Westworld. Kwantowe komputery będą mogły wykonywać ogromne obliczenia w bardzo szybkim czasie.
Po pierwsze między bajki możemy włożyć komercyjne użycie na poziomie statystycznego konsumenta. Z prozaicznych przyczyn – kubity pracują wydajnie w temperaturach zera absolutnego. Ponadto naukowcy muszą opracować skuteczne mechanizmy korekcji błędów. Problemem jest też brak możliwości zbudowania pamięci masowej, a później odtworzenia jej w pamięci operacyjnej. Komputery D – Wave chłodzone są ciekłym helem, a instalacja, którą biegnie ochładza procesor do temperatury zera absolutnego. Laptop ze względu na rozmiar i temperaturę pokojową odpada jako jednostka obudowy procesora kwantowego.
Jakie sektory gospodarki skorzystają na tej mocy obliczeniowej?
Pięć europejskich krajów zostało wybranych przez EuroHPC Joint Undertaking na siedzibę pierwszych komputerów kwantowych w Europie. Czechy, Polska, Niemcy, Francja i Włochy. Wszystkie komputery kwantowe będą zintegrowane z istniejącymi superkomputerami i tworzą ogólnoeuropejską sieć. Wartość tej inwestycji określona jest na sto milionów euro.
Potencjał tej technologii jest ogromny. Usprawni ona analizę portfela inwestycyjnego na niespotykany dotąd poziom, przyspieszy testy i wdrożenie nowych leków (w tym na nieuleczalne dotychczas choroby). Umożliwi optymalizację łańcuchów dostaw, a to w czasach przemian cieplarnianych, licznych konfliktów będzie miało gargantuiczny wpływ na zapobieganie kryzysom i łamaniem się gospodarek pod ciężarem niesprzyjających czynników. Prognozy IDC zakładają, że do końca 2027 roku sprzedaż usług na bazie technologii kwantowych powinna wzrosnąć do 8,6 mld USD, a inwestycje kapitałowe w sektorze osiągną 16,4 mld USD.
Sektor logistyczny, telekomunikacyjny i energetyczny również zostanie dotknięty wdrożeniem technologii kwantowej. Wszystko w celu optymalizacji kosztów. Komputery kwantowe wyznaczą najszybszą trasę w błyskawicznym czasie. Kanały, którymi dostarczane paczki, listy czy paczki informacji będą udrożnione na niespotykana dotąd skalę.
Firmy ubezpieczeniowe będą w stanie dokonywać skomplikowanych obliczeń w zakresie modelu ryzyka całego portfela klientów. Technologia kwantowanie umożliwi też wykrywanie nielegalnych transakcji. To jednak ostrze obosieczne. Technologia kwantowa niesie ryzyko hakerskich przejęć i nadużyć. Byty zajmujące się pracami nad tego rodzaju urządzeniami podpisały klauzule dotyczące cyberbezpieczeństwa, a także współpracują ze specjalistami z zakresu tej dziedziny, by zapobiec cyberatakom. Ponadto poza sektorem lub również w jego obrębie moc obliczeniowa może zostać wykorzystana w celu pomniejszania zakresu klęsk żywiołowych związanych z efektem cieplarnianym.
Pionierski komputer kwantowy w Europie ma powstać do 2025 roku. W założeniu jego moc obliczeniowa ma zostać szeroko udostępniona środowiskom naukowym i przemysłowi nie tylko na terenie Unii Europejskiej, ale na całym kontynencie.
