W 1943 r. Thomas Watson, ówczesny szef firmy IBM twierdził, iż na całym świecie będzie zapotrzebowanie może na pięć komputerów. Jego prognoza nie sprawdziła się i do dziś jest wyśmiewana, ale mogło tkwić w niej ziarno prawdy. IBM, Google, Microsoft, Alibaba i kilka innych firm pracuje dziś nad prototypowymi komputerami kwantowymi, które w ciągu dekady zmienią świat. „Obliczenia kwantowe zrewolucjonizują technikę obliczeniową w takim stopniu, jak wyzwolenie energii jądrowej odmieniło oblicze energetyki i zbrojeń” – przewidywał George Johnson w wydanej 17 lat temu książce „Na skróty przez czas”. Ta wizja jest coraz bliższa realizacji. Niedawno zespół badaczy z Google ogłosił, że osiągnął tzw. kwantową supremację. Zbudowany przez nich komputer kwantowy zwany Sycamore pierwszy raz okazał się szybszy niż klasyczna maszyna bazująca na krzemowych procesorach.

Sycamore w trzy minuty i 20 sekund wykonał obliczenia, na które wykorzystywany przez NASA superkomputer Summit musiałby przeznaczyć 10 tys. lat. I choć specjaliści z konkurencyjnego IBM twierdzą, że przewaga maszyny kwantowej wcale nie była tak duża, to sami przyznają, że przyszłość informatyki w dużym stopniu należy do takich wła-śnie rozwiązań. Nasza cywilizacja funkcjonuje dziś w dużym stopniu dzięki komputerom i danym, które one przetwarzają. A gdy potrzebna jest wielka moc obliczeniowa – tak jak przy przeliczaniu gigantycznych ilości danych produkowanych w akceleratorach CERN lub podczas symulowania działania mózgu w komputerze – stosowana dotychczas technologia krzemowa przestaje się sprawdzać.

Słynny Deep Blue, który w 1997 r. pokonał arcymistrza szachowego Garriego Kasparowa, miał 256 mikroprocesorów, a przed wykonaniem każdego ruchu analizował 25 mln możliwych pozycji. Gdyby zbudowano go z procesorów kwantowych, byłby 25 mln razy szybszy! Wielkie firmy wiedzą, że ten, kto pierwszy nauczy się wykonywać kwantowe obliczenia, zdobędzie ogromną przewagę nad konkurencją. Komputery bazujące na tej technologii będą mogły bardzo szybko przeszukiwać ogromne ilości danych. Pozwolą też na modelowanie złożonych zjawisk fizycznych czy biochemicznych. – Kiedy w połowie XX wieku powstawały pierwsze tranzystory, uczeni nie mieli jeszcze pojęcia, do czego mogą zostać wykorzystane. Na pewno by nie przewidzieli, że dzięki nim powstaną np. smartfony. Dziś jesteśmy w podobnej sytuacji – mówi Todd Holmdahl, wiceprezes Microsoftu nadzorujący prace nad technologiami kwantowymi.

Wielkie firmy wiedzą, że ten, kto pierwszy nauczy się wykonywać kwantowe obliczenia, zdobędzie ogromną przewagę nad konkurencją. Komputery bazujące na tej technologii będą mogły bardzo szybko przeszukiwać ogromne ilości danych. Pozwolą też na modelowanie złożonych zjawisk fizycznych czy biochemicznych. – Kiedy w połowie XX wieku powstawały pierwsze tranzystory, uczeni nie mieli jeszcze pojęcia, do czego mogą zostać wykorzystane. Na pewno by nie przewidzieli, że dzięki nim powstaną np. smartfony. Dziś jesteśmy w podobnej sytuacji – mówi Todd Holmdahl, wiceprezes Microsoftu nadzorujący prace nad technologiami kwantowymi.

Póki co jednak takich komputerów jest na świecie zaledwie kilka. Dostęp do nich mają uczeni i informatycy, którzy próbują udoskonalić kwantowe maszyny i nauczyć się, jak pisać na nie oprogramowanie. – W przyszłości raczej nie będziemy mieli takich komputerów we własnym domu czy w kieszeni. Te maszyny będą dostępne zdalnie, przez internet i tylko wtedy, gdy będą niezbędnie konieczne do przeprowadzenia skomplikowanych obliczeń – przyznaje dr Talia Gershon, dyrektor działu strategii badań w IBM. Możliwe więc, że przepowiednia Thomasa Watsona w pewnym sensie się spełni. Ale gdy to nastąpi, naszą cywilizację czekają przełomowe zmiany.

 

1. LOGISTYKA

Szybsze dostawy, mniej korków

Superkomputery potrafią dziś modelować złożone zjawiska klimatyczne i badać zjawiska zachodzące podczas gwałtownych zderzeń cząstek elementarnych. Ale gdyby miały znaleźć najkrótszą drogę łączącą 25 miast – czyli wykonać zadanie, z którym musi się zmagać codziennie szef każdej dużej firmy kurierskiej, zwane w matematyce problemem komiwojażera – zajęłoby im to dziesięciolecia. Dlatego logistyka w dużym stopniu wciąż opiera się na ludzkiej intuicji, a nie na matematyce.

Komputery kwantowe radzą sobie z takimi zadaniami obliczeniowymi znacznie lepiej niż klasyczne. I zdaniem ekspertów jest to jeden z pierwszych rzeczywistych problemów, z jakim się zmierzą w najbliższych latach. Ustalając najlepsze trasy dojazdu, pomogą nie tylko firmom kurierskim czy flotom ciężarówek dostawczych, ale też zwykłym kierowcom korzystającym z samochodowej nawigacji. Z podobnych powodów tą technologią interesują się motoryzacyjni giganci, tacy jak Daimler AG czy Volkswagen. Kwantowe obliczenia mają wspierać w przyszłości samochody autonomiczne i usprawniać kursowanie autobusów w miastach. Nad stworzeniem symulatora ruchu miejskiego pracowała też polska

Bohr Technology. – Nasz system pomoże rozwiązać problemy z optymalizacją ruchu miejskiego, ustawieniem świateł czy działaniem nawigacji GPS w samochodach. W tym celu będziemy wykorzystywać sztuczną inteligencję i komputer kwantowy – zapowiadał Witold Kowalczyk, prezes firmy. Niestety, rok temu zakończyła ona swą działalność.