A kvantumszámítás az üzlethez kezd

A kvantumkutatás ma nagy üzletet jelent. Az egykor tudományos érdekességnek tekintett kvantumszámítógép ma azt ígéri, hogy a mindennapi élet számos aspektusát átalakítja a kiberbiztonságtól a gyógyszerfejlesztésig és az időjárás-előrejelzésig. Az elmúlt években a kvantumszámítástechnikával kapcsolatos munka elkezdett kimozdulni az egyetemekről a vállalati kutatólaboratóriumokba, ahol nagy multinacionális vállalatok, valamint induló vállalkozások és kockázati tőkések indultak versenybe a kvantumtechnológiák kereskedelmi forgalomba hozataláért. A rekordfinanszírozási bejelentések és a hype ellenére azonban egyesek arra figyelmeztetnek, hogy ez egy „kvantumbuborék” kialakulásához vezet, amely hamarosan kipattanhat. 

A kvantumszámítógép szíve és lelke kvantumbitek vagy qubitek. Ezek eltérnek a szabványos számítógépes bitektől, amelyek 0 vagy 1 lehetnek. A Qubit viszont mindkettő lehet. Ennek a funkciónak a használata összetett számítási problémák esetén azt jelenti, hogy sokkal gyorsabban lehet megoldásokat kiszámítani, mint a mai leggyorsabb számítógépek, ha a számítást sok qubitre skálázzák, ami a számítási teljesítmény exponenciális növekedését eredményezi. A qubitek különböző hardverplatformokról készíthetők, például szupravezető kubitokból vagy csapdába ejtett ionokból. További közelgő módszerek a fotonikus kvantumprocesszorok, amelyek helyett fényt használnak.

A szakértők szerint igazi „kvantumelőny” csak akkor várható, ha a kvantumszámítógépek millió qubittel működnek. És mivel a jelenlegi rekord még mindig 100 qubit alatt van, még mindig van mit tenni. De ami leginkább hátráltatja a fejlődést, az maguknak a qubiteknek a dekoherenciája. Ennek elkerülése érdekében általában 0 K közelében kell őket üzemeltetni, és árnyékolni kell egymástól és a környezettől. Tudományosan azonban semmi sem akadályozza meg a nagyméretű kvantumszámítógépek létrehozását, de van néhány nehéz mérnöki probléma, amelyet meg kell oldani. 

E kihívások némelyikére hatalmas kormányzati programok felelnek meg. Az Egyesült Államokban a kormány 1.2 milliárd dollárt fektet be Nemzeti Kvantum Kezdeményezés program amely mind a tudományos szférát, mind a magánszektort célozza meg, miközben az Egyesült Királyság kormánya a 10 éves 1 milliárd font végéhez közeledik. Nemzeti Kvantumtechnológiai ProgramEközben Hollandia tavaly 2013 millió eurót juttatott az ernyőszervezetbe Quantum Delta NL a kvantumtechnológiák fejlesztésének elősegítése. Mindez azonban Kína 10 milliárd dolláros nemzeti programjának becsült finanszírozásának az árnyékában áll. 

A nagy technológiától a kis technikáig

A kvantumszámítástechnikát jelenleg olyan technológiai óriáscégek uralják, mint az IBM, az Amazon, a Hewlett Packard, a Honeywell, a Google és a Microsoft, amelyek közül néhány jelentős mértékben fektet be kvantumkezdeményezésekbe. A Google egy 53 qubites Sycamore nevű kvantumprocesszorral rendelkezik, míg az IBM még idén bemutatta terveit, hogy egy 433 qubites chipet, 1121-ban pedig egy 2023 qubites chipet gyártson. felhő alapú szolgáltatás.

Valójában sok nagyvállalat vizsgálja a kvantum alkalmazásokat. A Goldman Sachs kvantumoptimalizáló algoritmusokat fejleszt az eszközök beárazására, például a különböző opciókhoz vagy részvényekhez kapcsolódó eredendő kockázatok alapján. Azt mondja, hogy a következő öt évben a pénzügyi műveletek már profitálhatnak a kvantumszámítógépekből. A Daimler autógyártó eközben azt vizsgálja, hogy a kvantumszámítógépek hogyan szimulálhatnak új anyagokat a nagyobb teljesítményű és olcsóbb autóakkumulátorok fejlesztéséhez. Az HSBC bank tavaly áprilisban jelentette be, hogy együttműködést köt az IBM-mel, hogy tanulmányozza a kvantumszámítási lehetőségeket a banki szektorban.

És nem csak a nagy játékosok vesznek részt a játékban. A kvantumalapú induló vállalkozások száma évek óta növekszik, a legfrissebb becslések szerint 265-en. Quantum Computing Report. Néhányan pedig nagy lépéseket tesznek előre. Az amerikai ColdQuanta induló cég idén piacra dobta a hideg atomokra épülő 100 qubites processzort, és a következő három évben 1000 qubitre kívánja frissíteni. Egy másik amerikai vállalat, az IonQ volt az első olyan kvantum induló vállalkozás, amely tavaly megkezdte a nyilvános kereskedést a New York-i tőzsdén, ami jóval több mint 600 millió dolláros beruházási finanszírozást eredményezett. Egy másik jelentős üzlet a PsiQuantum, amely idén 450 millió dollárt nyert, azon ígérete alapján, hogy 2025-ig egy teljes körű, fotonikus alapú kvantumszámítógépet készít. 

Tekintettel arra, hogy szilárd tudományos alapok támasztják alá a kvantumtechnológiában rejlő lehetőségeket, a kérdés nem az, hogy megtörténik-e, hanem az, hogy mikor

Freeke Heijman

A kvantumalapú induló vállalkozások a kockázati tőkebefektetők érdeklődését is felkeltik. Ez némileg ellentmond az intuitívnak, mivel a kockázati tőkések jellemzően „biztonságos lovakra” fogadnak, ami nem mondható el a kereskedelmi termékekről, amelyek várhatóan körülbelül egy évtized múlva jelennek meg a piacon. Ennek ellenére a McKinsey tanácsadó cég szerint a kockázati tőke és más magántőke ma már a kvantumtechnológiai befektetések több mint 70%-át teszi ki. És ahol 93.5-ben mindössze 2015 millió dollárt fektettek be, 2021-ben ez a szám elképesztő 3.2 milliárd dollárra nőtt. 

Ennek a befektetésnek az a veszélye, hogy buborékhoz vezet, de egyeseket nem aggaszt, legalábbis egyelőre. „Nem hiszem, hogy a befektetések általános összeomlása következik be, mert a következő néhány évben sikereket fognak bejelenteni, és olyan szervezeteket fogunk látni, amelyek kvantumszámítástechnikát használnak valós kereskedelmi vagy tudományos alkalmazásokhoz” – mondja Doug Finke, Quantum Computing Report. 

Freeke Heijman, a Quantum Delta NL ökoszisztéma-fejlesztési igazgatója hozzáteszi, hogy egy kis hírverés nem feltétlenül rossz, mert segít arra ösztönözni az embereket, hogy belemenjenek a kvantumtechnológiákba. „Tekintettel arra, hogy szilárd tudományos alapok támasztják alá a kvantumtechnológiában rejlő lehetőségeket, a kérdés nem az, hogy megtörténik-e, hanem az, hogy mikor” – teszi hozzá.