W obliczu rosnących oczekiwań i wyzwań stawianych przed technologią obliczeniową, debata na temat przyszłości komputerów kwantowych i klasycznych nabiera na znaczeniu. Z jednej strony mamy do czynienia z tradycyjnymi komputerami, które przez dekady służyły jako fundament rozwoju technologicznego, przyczyniając się do postępu w nieskończenie wielu dziedzinach nauki, gospodarki i życia codziennego. Z drugiej strony pojawiają się komputery kwantowe, obiecujące rewolucję w sposobie przetwarzania i analizy danych. 

Komputery kwantowe, wykorzystujące do realizacji obliczeń zjawiska kwantowe, takie jak superpozycja i splątanie, mogą teoretycznie rozwiązywać problemy niewykonalne dla komputerów klasycznych. Ich potencjał wydaje się szczególnie obiecujący w dziedzinach, gdzie konieczna jest szybka i skomplikowana analiza dużych zbiorów danych, takich jak kryptografia, symulacje molekularne, optymalizacja i sztuczna inteligencja. Z drugiej strony, komputery klasyczne, oparte na dobrze zrozumiałych i sprawdzonych zasadach działania, nadal stanowią kręgosłup współczesnych systemów informatycznych, od prostych aplikacji biurowych po zaawansowane systemy zarządzania bazami danych i przetwarzania w chmurze. 

Wyścig o dominację 

Jak podaje firma Defiance, działająca w branży ETF (Exchange-Traded Fund) i specjalizująca się w inwestowaniu w dynamicznie rozwijające się sektory, w tym m.in. w obliczenia kwantowe, wyścig o dominację kwantową nabiera tempa, a na czele stoją giganci technologiczni tacy jak Google, Microsoft, Intel i IBM. Ścigają się oni w dążeniu do supremacji w wykorzystaniu fizyki kwantowej, ponieważ obliczenia kwantowe reprezentują następną granicę w technologii, obiecując radykalnie zwiększyć moc obliczeniową. Ta przełomowa technologia ma potencjał rozwiązywania problemów, które są obecnie nieosiągalne dla najbardziej zaawansowanych komputerów klasycznych. Komputery kwantowe, wykorzystujące kubity, które mogą jednocześnie reprezentować stan 0 i 1, mogą przeprowadzać wiele obliczeń równocześnie. To daje im zdolność szybszego rozwiązywania skomplikowanych problemów niż to jest możliwe przy użyciu superkomputerów.

Przykładem może być chociażby komputer kwantowy Google, Sycamore, który przeprowadził złożone obliczenia w ciągu zaledwie kilku sekund, których wykonanie superkomputerowi, Frontier, zajęłoby ponad 47 lat. Microsoft także poczynił postępy na arenie obliczeń kwantowych. Technologiczny gigant ujawnił ambitny plan zbudowania w ciągu dekady superkomputera kwantowego wykorzystującego kubity topologiczne. Kolejny gigant, czyli firma Intel ukończyła swój superkomputer Aurora i teoretycznie jest w stanie zapewnić ponad dwa eksaflopy mocy obliczeniowej, czyli ponad 2 miliardy obliczeń na sekundę. Natomiast IBM, w 2023 roku zaprezentował komputer kwantowy zapewniający dokładne wyniki w skali ponad 100 kubitów.

Rynek komputerów kwantowych stał się zatem obiecującym obszarem do inwestowania. Niektóre źródła prognozują, że do 2030 r. wielkość światowego rynku obliczeń kwantowych osiągnie wartość około 125 miliardów dolarów. Jednak czy to oznacza, że komputery kwantowe wyprą z rynku te dotychczasowe, klasyczne komputery? 

Kwantowe czy klasyczne? 

Obliczenia kwantowe mogą zrewolucjonizować różne sektory, od farmaceutyki po finanse, poprzez rozwiązywanie złożonych problemów, które są obecnie nierozwiązywalne dla klasycznych komputerów. Jednak czy to oznacza, że komputery kwantowe z czasem wyprą te klasyczne? Cytowany przez magazyn Forbes, Alex Keesling, CEO w firmie  QuEra Computing Inc. (producent komputerów kwantowych i twórca technologii) mówi, że przyszłość informatyki nie jest ani kwantowa, ani klasyczna – jego zdaniem przyszłość IT leży w obu tych obszarach, a narracja, że ​​komputery kwantowe zastąpią systemy klasyczne, jest myląca, ponieważ pomija zróżnicowane możliwości i ograniczenia każdego paradygmatu obliczeniowego.  

Dlatego mówiąc o przyszłości, ważne jest, aby zrozumieć, że komputery kwantowe i klasyczne niekoniecznie muszą się wzajemnie wykluczać. Wręcz przeciwnie, wszystko wskazuje na to, że najbardziej obiecującym kierunkiem będzie ich współistnienie i współpraca. Komputery kwantowe, ze względu na swoje unikalne właściwości, mogą być wykorzystywane do rozwiązywania specyficznych, wysoce skomplikowanych problemów, podczas gdy komputery klasyczne nadal będą pełnić swoje funkcje w obszarach, gdzie są obecnie niezastąpione. Potwierdzają to doświadczenia KOMA NORD z realizacji wdrożeń superkomputerów zarówno dla przemysłu (zobacz business case pt.: Superkomputer Cray XC30 do pracy w przemyśle) jak i dla ośrodków naukowych (HPE Superdome Flex dla Międzynarodowego Centrum Teorii Technologii Kwantowych Uniwersytetu Gdańskiego). 

Współpraca między obydwoma typami systemów obliczeniowych może przybierać różne formy. Na przykład, komputery klasyczne mogą być używane do wykonywania zadań takich jak przygotowanie danych i korekcja błędów. Z kolei komputery kwantowe mogą przetwarzać dane i zwracać wyniki do dalszej analizy lub wykorzystania przez systemy klasyczne. Takie hybrydowe podejście pozwoliłoby wykorzystać najlepsze cechy obu technologii, maksymalizując ich efektywność i możliwości. 

 
Wyzwania przyszłości 

Przed komputerami kwantowymi stoi jednak wiele wyzwań technologicznych i teoretycznych, które muszą zostać pokonane zanim staną się one powszechnie dostępne.

Problemy takie jak stabilność kubitów, korekcja błędów, skalowalność oraz rozwój odpowiedniego oprogramowania są przedmiotem intensywnych badań. Komputery klasyczne także się rozwijają i nadal ewoluują, stając się coraz szybsze, bardziej energooszczędne i wydajne, co świadczy o tym, że ich rozwój jeszcze długo nie dobiegnie końca. 

Przyszłość obliczeń wydaje się zatem leżeć nie w dominacji jednej technologii nad drugą, ale w ich współdziałaniu. Komputery kwantowe i klasyczne mają przed sobą różne ścieżki rozwoju, które są nie tylko równoległe, ale także wzajemnie uzupełniające.

Taka synergia otwiera nowe horyzonty dla postępu technologicznego, umożliwiając rozwiązywanie problemów dotychczas uważanych za nierozwiązywalne i prowadząc do nowych odkryć w nauce i technologii. W miarę jak będziemy dążyć do połączenia i integracji tych dwóch światów, możemy oczekiwać nie tylko postępu w dziedzinie obliczeń, ale także znaczącego wpływu na rozwój społeczeństwa i gospodarki na całym świecie.