USA rozpoczynają wyścig komputerów kwantowych. IBM zgarnia miliard, kolejne setki milionów dla D-Wave i Rigetti
Departament Handlu Stanów Zjednoczonych przekaże 2 miliardy dolarów krajowym firmom kwantowym w celu przyspieszenia budowy superkomputerów nowej generacji. Połowa tej kwoty trafi do IBM, który oprócz wsparcia rządowego, przeznaczy swój własny miliard na nową firmę Anderon, pierwszą "czysto kwantową odlewnię" do produkcji wafli chipowych. Program realizowany jest w ramach ustawy CHIPS and Science Act, a rząd w zamian za część wsparcia obejmie również udziały kapitałowe w mniejszych podmiotach, takich jak D-Wave Quantum i Rigetti Computing.
Komputery kwantowe stanowią obietnicę przełomu w dziedzinie opieki zdrowotnej, energii, finansów czy chemii, ale stwarzają również poważne zagrożenie dla cyberbezpieczeństwa, ponieważ pewnego dnia mogą złamać dzisiejsze standardy szyfrowania. Na razie wciąż znajdujemy się w fazie "przed burzą": przeszkody techniczne są ogromne, qubity są niezwykle delikatne i stabilne, a praktyczne systemy wciąż się pojawiają. Mimo to IBM szacuje, że technologie kwantowe mogą wygenerować do 850 miliardów dolarów wartości ekonomicznej do 2040 roku, podczas gdy analizy typu McKinsey mówią nawet o 1,3 biliona dolarów do 2035 roku dla kilku kluczowych branż.
Co dokładnie finansują Stany Zjednoczone i dlaczego
Departament Handlu udostępni 2 miliardy dolarów na wsparcie amerykańskich firm kwantowych, z czego około 1 miliard dolarów trafi do IBM $IBM. Pieniądze mają zostać przeznaczone głównie na badania i rozwój, budowanie i rozszerzanie zdolności produkcyjnych chipów kwantowych oraz budowanie ekosystemu wokół nowej infrastruktury. Wsparcie jest częścią szerszej strategii, w ramach której Stany Zjednoczone starają się zapewnić, że większość światowej produkcji wafli kwantowych będzie wytwarzana na terytorium USA, podobnie jak ma to miejsce w przypadku części ustawy CHIPS dotyczącej półprzewodników.
Oprócz IBM, z programu ma skorzystać łącznie dziewięć firm kwantowych. W przypadku wybranych kilku z tych firm nie będą to tylko dotacje, ale wymiana kapitału na kapitał - tak więc rząd bezpośrednio uczestniczy w przyszłej wartości tych firm. Model ten jest nietypowy w porównaniu z tradycyjnymi dotacjami, ale ma sens w obszarze, w którym pojedynczy przełom może stworzyć ogromną wartość rynkową.
Anderon: pierwsza "czysto kwantowa odlewnia" IBM
IBM utworzynową spółkę zależną, Anderon, która będzie działać jako czysto kwantowa odlewnia do produkcji wafli do chipów kwantowych. Około 1 miliarda dolarów z funduszy publicznych zostanie przeznaczone bezpośrednio na wsparcie projektu, a IBM dołoży 1 miliard dolarów z własnych środków i spodziewa się, że pojawią się dodatkowi inwestorzy. Celem jest stworzenie możliwości produkcyjnych, które z czasem będą służyć nie tylko samemu IBM, ale także innym firmom, podobnie jak tradycyjne odlewnie typu TSMC służą szerszemu rynkowi półprzewodników.
IBM twierdzi, że inicjatywa ta jest jednym z największych dotychczasowych zobowiązań rządu USA w zakresie badań i produkcji kwantowej i ma na celu zapewnienie dominacji USA w produkcji wafli kwantowych. Rynek zareagował pozytywnie na ogłoszenie, a akcje IBM wzrosły o 12% w odpowiedzi na tę wiadomość.
Komputery kwantowe: ogromny potencjał i ryzyko
Komputery kwantowe wykorzystują kubity, które mogą przetwarzać informacje w inny sposób niż klasyczne bity 0 i 1. Pozwala to na nieporównywalnie wyższe prędkości obliczeniowe w niektórych typach zadań - zazwyczaj symulacji cząsteczek i materiałów, optymalizacji złożonych problemów logistycznych i finansowych lub szkolenia niektórych typów modeli.
IBM szacuje, że technologie kwantowe mogą wygenerować do 850 miliardów dolarów wartości ekonomicznej do 2040 roku. Badanie McKinsey łączy największy potencjał z czterema branżami: motoryzacyjną, chemiczną, usług finansowych i nauk przyrodniczych, w których obliczenia kwantowe mogą zwiększyć wartość nawet o 1,3 biliona dolarów do połowy następnej dekady. Obejmują one:
szybszy rozwój nowych materiałów i baterii w przemyśle motoryzacyjnym
dokładniejsze symulacje reakcji chemicznych i katalizatorów
bardziej zaawansowane modele ryzyka i wyceny w bankowości
projektowanie nowych leków i medycyny spersonalizowanej w branży farmaceutycznej.
Z drugiej strony, przełom kwantowy stanowi poważne zagrożenie dla dzisiejszego cyberbezpieczeństwa: wystarczająco zaawansowany komputer kwantowy mógłby złamać większość obecnego szyfrowania, które stanowi podstawę Internetu, transakcji bankowych i komunikacji rządowej. Dlatego też równolegle rozwija się dziedzina tak zwanej kryptografii postkwantowej, która ma zapewnić światu nowe standardy odporne na ataki kwantowe.
Dlaczego wciąż jesteśmy "przed kwantowym dniem D"?
Pomimo wysokich oczekiwań i nagłówków w mediach, żaden z dużych graczy nie osiągnął jeszcze punktu, w którym komputery kwantowe mogą być masowo wdrażane do rutynowych zadań. Powody są w dużej mierze techniczne:
kubity są niezwykle wrażliwe na wpływy zewnętrzne, takie jak wahania temperatury, zakłócenia elektromagnetyczne lub światło
utrzymanie ich spójności przez wystarczająco długi czas do złożonych obliczeń jest trudne
obecne systemy cierpią z powodu wysokich poziomów błędów i wymagają zaawansowanych algorytmów korekcji błędów.
Dlatego też praktyczne wykorzystanie komputerów kwantowych do tej pory miało formę projektów eksperymentalnych we współpracy między firmami, uniwersytetami i partnerami technologicznymi. IBM $IBM, Google $GOOG, Microsoft $MSFT i wyspecjalizowane startupy stopniowo zwiększają liczbę kubitów i jakość systemów, ale pozostało jeszcze kilka generacji technicznych, aby osiągnąć kwantową "skalę użytkową", która stabilnie rozwiązuje rzeczywiste zadania przemysłowe.
Mniejsi gracze: D-Wave $RGTI i Rigetti $RGTI jako odbiorcy setek milionów dolarów
Oprócz IBM, mniejsze firmy kwantowe również otrzymają znaczące wsparcie. Firma D-Wave Quantum ogłosiła, że podpisała list intencyjny z Departamentem Handlu na kwotę do 100 milionów dolarów w ramach ustawy CHIPS i Science Act w zamian za udziały kapitałowe. Firma nazwała to "kluczowym momentem nie tylko dla D-Wave, ale także dla obliczeń kwantowych i Stanów Zjednoczonych", a jej akcje podskoczyły o kilkanaście procent po ogłoszeniu.
Podobny list intencyjny podpisała firma Rigetti Computing, która również może otrzymać do 100 milionów dolarów i w zamian wyemituje udziały w firmie na rzecz państwa. Według dyrektora generalnego firmy, Subodha Kulkarniego, pozwoli to znacznie przyspieszyć skalowanie technologii i zbliżyć się do praktycznie użytecznych komputerów kwantowych, które zapewnią klientom rzeczywistą wartość użytkową.
Geopolityka i implikacje dla Europy i Chin
Inwestycje USA w technologię kwantową mają wyraźny wymiar geopolityczny. Stany Zjednoczone reagują na rosnącą aktywność Chin i Unii Europejskiej, które również budują własne programy kwantowe, ośrodki badawcze i specjalistyczną infrastrukturę.
Dla Europy oznacza to, że będzie musiała zdecydować, czy zadowolić się byciem "użytkownikiem" amerykańskiej i chińskiej technologii, czy też zwiększyć własne inwestycje w celu utrzymania suwerenności technologicznej również w tym obszarze. Dla Chin posunięcie USA jest sygnałem, że technologie kwantowe stają się kolejnym frontem rywalizacji technologicznej, podobnie jak półprzewodniki czy 5G.
Dla globalnych firm z branży motoryzacyjnej, chemicznej, finansowej i farmaceutycznej kluczowe znaczenie ma zatem to, jak szybko obliczenia kwantowe przeniosą się z laboratorium do praktyki. Ci, którzy wcześnie wprowadzą algorytmy kwantowe do swoich zespołów badawczo-rozwojowych i danych, mogą zyskać przewagę konkurencyjną, którą trudno będzie nadrobić.
