5 najlepszych firm zajmujących się komputerami kwantowymi w 2025 r.

Komputery kwantowe w 2025 roku

Komputery kwantowe wykorzystują fizykę kwantową do wykonywania obliczeń, co różni się od normalnych metod obliczeniowych opartych na półprzewodnikach. Zamiast generować 0 i 1 (brak prądu lub prąd), używają „bitów kwantowych”, zwanych kubitami, gdzie dane cząsteczkowe to albo 0 I 1 jednocześnie, 1 lub 0.

Może to okazać się przełomowe w przypadku bardzo skomplikowanych obliczeń, np. modelowania klimatu, kryptografii lub trójwymiarowej konfiguracji złożonych cząsteczek, np. białek.

Źródło: IonQ

Wymaga również zupełnie innego rodzaju sprzętu niż „zwykłe” komputery, dziedzina ta jest wciąż w powijakach, podobnie jak pierwsze mikroprocesory w latach 1970. XX wieku.

Więcej na temat tego, co sprawia, że ​​obliczenia kwantowe są tak wyjątkowe, a także wyzwań związanych z wprowadzeniem powszechnego sposobu wykonywania obliczeń, można przeczytać w artykule „Obecny stan obliczeń kwantowych".

Ostatnie kamienie milowe

Od czasu pierwszego dowodu koncepcji sprzed kilku lat, ostatnio osiągnięto całkiem sporo kamieni milowych, a także podjęto pionierskie kroki w kierunku zupełnie nowych metod wykonywania obliczeń kwantowych:

• Wykorzystanie diamentu do generowania kubitów.
• Rezonatory nanomechaniczne do pomiaru kubitów.
• Oscylatory harmoniczne wykroczą poza kubity, wykorzystując stany kwantowe o ciągłej zmienności (CV).
• Rozwój jednostek przetwarzania kwantowego (QPU).
• Kwantowa teleportacja danych przez zwykłe światłowody.
• Nowe materiały nadprzewodzące magnetyczne do tworzenia bramek logicznych kwantowych.
• Materiał nadprzewodzący 2D do tworzenia kubitów nadprzewodzących o niskiej stracie.
• Przesiewacz fotonów do tworzenia całkowicie optycznych komputerów kwantowych.

Wszystkie te osiągnięcia mają na razie charakter głównie akademicki i powstają w laboratoriach, ale prawdopodobnie zostaną szybko zintegrowane z projektami komputerów kwantowych przez wiodące firmy w tym sektorze.

Zwłaszcza teraz, gdy wyścig o stworzenie pierwszego skalowalnego, komercyjnego komputera kwantowego staje się coraz bardziej zacięty, co natychmiast spotkałoby się z zainteresowaniem departamentów obrony, instytucji finansowych, firm farmaceutycznych i czołowych instytutów badawczych.

Oto 5 najlepszych firm zajmujących się komputerami kwantowymi w 2025 roku.

1. Alfabet / Google

Google jest bardzo aktywny w dziedzinie obliczeń kwantowych, głównie za pośrednictwem swojego laboratorium Google Quantum AI i kampusu Quantum AI w Santa Barbara.

Komputer kwantowy Google'a zapisał się w historii w 2019 roku, ogłaszając osiągnięcie „supremacji kwantowej” dzięki maszynie Sycamore. Maszyna wykonała obliczenia w 200 sekund, co zajęłoby konwencjonalnemu superkomputerowi 10,000 XNUMX lat.

Teraz to jest niczym w porównaniu z wydajność jego najnowszego układu, Willow. Willow jest pierwszym układem scalonym do obliczeń kwantowych z wystarczająco niskim współczynnikiem błędów, że im więcej kubitów dodasz, tym mniej błędów otrzymasz. To czyni go pierwszym skalowalnym projektem układu scalonego do obliczeń kwantowych.

Ale być może największy wkład Google będzie dotyczył oprogramowania, dziedziny, w której firma może pochwalić się imponującymi osiągnięciami, lepszymi niż w przypadku sprzętu (wyszukiwarka, GSuite, Android itp.).

Firma Google Quantum AI udostępnia już pakiet oprogramowania mający na celu wspomaganie naukowców w opracowywaniu algorytmów kwantowych.

Otwarcie opowiada się również za „badaczy, inżynierów i programistów, którzy dołączą do nas w tej podróży, sprawdzając nasze oprogramowanie open source i zasoby edukacyjne, w tym nasze nowy kurs na Coursera, gdzie programiści mogą nauczyć się podstaw kwantowej korekcji błędów i pomóc nam tworzyć algorytmy rozwiązujące problemy przyszłości."

Dzięki temu otwartemu podejściu Google jest obecnie liderem w dziedzinie rozwiązań sprzętowych i chmurowych. Google może być jedną z firm wyznaczających standardy w dziedzinie oprogramowania i programowania kwantowego, co daje mu uprzywilejowaną pozycję w kierowaniu przyszłą ewolucją tej dziedziny.

Ogólnie rzecz biorąc, Google stawia sobie ambitny harmonogram innowacji, oczekując takich rozwiązań, jak trwałe kubity i skalowalne komputery kwantowe, które zwiększyłyby całkowitą liczbę kubitów 1000-krotnie i podzieliły współczynnik błędów przez 10,000 XNUMX.

Źródło: Sztuczna inteligencja kwantowa Google

Tymczasem rozwiązania oparte na sztucznej inteligencji, w tym autonomiczne samochody Waymo, mogą stać się nowym źródłem przychodów dla firmy Alphabet, która wciąż utrzymuje dominującą pozycję w branży wyszukiwania i reklam.

Możesz dowiedzieć się więcej o działaniach Google niezwiązanych z technologią kwantową, zwłaszcza o reklamach i sztucznej inteligencji, w naszym dedykowanym raporcie z grudnia 2024 r..

2. International Business Machines Corporation

International Business Machines Corporation (IBM) była wiodącą siłą stojącą za komercjalizacją pierwszego komputera mainframe. Jednak w klasycznym przetwarzaniu komputerowym pozostała w tyle za innymi gigantami technologicznymi, takimi jak Apple (AAPL ), TSMC (TSM )i NVIDIA (NVDA ).

Jednakże jest na czele rozwoju komputerów kwantowych. Na przykład opracowała swój 127-kubitowy komputer kwantowy „Eagle”, po którym nastąpił 433-kubitowy system znany jako „Osprey”.

I to jest teraz a następnie „Condor”, nadprzewodzący procesor kwantowy o pojemności 1,121 kubitów oparty na technologii bramki rezonansu krzyżowego, wraz z procesorem kwantowym „Heron” na samym skraju pola.

Patrząc w przyszłość, IBM ogłosiło już swój kolejny ważny cel, przewidując, że jego obecne układy kwantowe „przerosną” obecnie używaną infrastrukturę.

Cel ten znany jest jako „IBM Quantum System Two”; jest to modułowy system, który ma potencjał obsługi do 16,632 3 kubitów dzięki modułowemu systemowi łączącemu do XNUMX jednostek kwantowych.

Źródło: IBM

Wreszcie IBM wydało Qiskit 1.0 w lutym 2024 r., najpopularniejszy zestaw SDK (Software Development Kit) do obliczeń kwantowych. W porównaniu do wcześniejszych wersji ma on ulepszenia w konstrukcji obwodów, czasach kompilacji i zużyciu pamięci.

Aktualna wersja czy Qiskit 1.3.1. jest wersja 1.3 wydana w grudniu 2024 r.. Zawiera również serię samouczków, w tym w formie wideo:

Obecnie IBM oferuje dostęp do 100-kubitowych jednostek QPU (Quantum Processing Units) za pośrednictwem kilku planów, które są opłacane za minutę. Usługa jest już używana i wyświetlana w odpowiednich studiach przypadków z spółka sieciowa E.ON, producent samolotów Boeing, producent baterii Mitsubishi Chemicallub akcelerator cząstek CERN, działające na ponad 10 komputerach kwantowych o dużej mocy, rozmieszczonych na całym świecie.

Źródło: IBM

Od samego początku siłą IBM było tworzenie ultrawydajnych superkomputerów – segmentu rynku przyćmionego przez rozwój elektroniki użytkowej i standaryzowanych układów scalonych. Pojawienie się komputerów kwantowych to dla IBM okazja, by ponownie zabłysnąć i stać się liderem w tym nadchodzącym, ważnym segmencie informatyki dla badań naukowych i dużych korporacji, z rozbudowaną mapą rozwoju do 2033 roku.

Źródło: IBM

3. Intel

Firma Intel ma problemy z nadążaniem za firmami takimi jak TSMC w zakresie projektowania klasycznych układów scalonych, co doprowadzi do serii cięć zatrudnienia w 2024 r.

Jednak Intel wydaje się celować w pozycję lidera w dziedzinie obliczeń kwantowych. Powtórzyłoby swoją historyczną strategię bycia wczesnym twórcą nowej technologii obliczeniowej.

W 2023 roku Intel wydał „Tunnel Falls”, „najbardziej zaawansowany krzemowy chip spin-qubit”Ponieważ opiera się na spinowych obliczeniach kwantowych, wykorzystuje narzędzia i materiały stosowane w klasycznej produkcji układów scalonych, takie jak płytki krzemowe i litografia EUV, aby tworzyć kropki kwantowe. Mogłoby to dać Intelowi poważną przewagę, ponieważ wszystkie inne firmy zajmujące się komputerami kwantowymi pracują z mniej sprawdzonymi technologiami, które trzeba budować od podstaw.

Źródło: Intel

To sprawia, że ​​Tunnel Falls jest niezwykły, ponieważ nie jest prototypem, ale chipem zbudowanym na skalę, z 95% wskaźnikiem wydajności na całej płytce i jednorodnością napięcia. Otwiera to drogę do masowej produkcji chipów do komputerów kwantowych, co na razie jest nieuchwytne w rodzącym się i szybko zmieniającym się przemyśle.

Firma Intel pracuje również nad projektami neuromorficznymi, chipami, które naśladują neurony zamiast klasycznego projektu binarnego. Jest to szczególnie przydatne w przypadku obliczeń AI przy użyciu mniejszej mocy, z Firma Intel ogłosi w 2024 r., że stworzyła największą na świecie sieć nsystem euromorficzny z 1.15 miliarda sztucznych neuronów.

Wierny swoim korzeniom, Intel rozwija także oprogramowanie wykorzystujące swoje chipy, wypuszczając na rynek Intel Quantum SDKZawiera wytyczne dla programistów dotyczące tworzenia oprogramowania do obliczeń kwantowych, kompatybilnego z konstrukcją układów scalonych Intela opartych na procesorach kwantowych, co historycznie rzecz biorąc stanowiło silną i dochodową przewagę biznesową dla konwencjonalnych układów scalonych firmy Intel.

Źródło: Intel

Pojawienie się skalowalnej produkcji chipów kwantowych może być dla branży równie rewolucyjne, jak każdy inny, bardziej techniczny przełom naukowy, obniżający koszty i ustanawiający wspólne standardy programowania i architektury chipów.

Intel to firma, która z doświadczenia wie, jak potężną siłą może to być w branży komputerowej. Nadal podąża za swoimi innowacjami i związanymi z nimi patentami z lat 1960. XX wieku.

4. Quantinuum / Honeywell

Quantuum powstało w wyniku fuzji Honeywell Quantum Solutions i Cambridge Quantum.

Honeywell pozostaje większościowym udziałowcem spółki (prawdopodobnie 52% udziałów) po rundzie zbierania funduszy, która wyceniła ją na 5 mld dolarówZałożyciel, Ilyas Khan, ma podobno posiadać około 20% udziałów w firmie. Inni udziałowcy to JSR Corporation, Mitsui, Amgen, IBM i JP Morgan.

Potencjalna oferta publiczna spółki Quntinuum w przyszłości, potencjalnie jako część większej restrukturyzacji korporacyjnej, szacuje się, że jest warta aż 20 mld dolarów.

Podobnie jak w przypadku Google, komputery kwantowe nie stanowią centralnego obszaru działalności Honeywell, a koncentrują się raczej na produktach z branży lotniczej, automatyki oraz specjalistycznych chemikaliów i materiałów. Każda z tych dziedzin może jednak skorzystać na komputerach kwantowych, co potencjalnie zapewni Honeywell przewagę nad konkurencją.

Wydaje się, że na razie Quantinuum koncentruje się na segmentach mniej eksplorowanych przez inne systemy obliczeń kwantowych, zwłaszcza na analizach finansowych i związanych z łańcuchem dostaw, za pośrednictwem silnika Quantum Monte Carlo Integration (QMCI), uruchomionego we wrześniu 2023 r.

QMCI ma zastosowanie do problemów, które nie mają rozwiązania analitycznego, takich jak wycena finansowych instrumentów pochodnych lub symulowanie wyników eksperymentów z zakresu fizyki cząstek wysokoenergetycznych, i zapewnia postęp obliczeniowy w biznesie, energetyce, logistyce łańcucha dostaw i innych sektorach.

Firma dążyła do wysokiej jakości obliczeń z bardzo małą liczbą błędów, dodając jak najwięcej kubitów, tworząc tzw. „odporne na błędy obliczenia kwantowe”. To podejście jest określane przez firmę jako „Lepsze qubity, lepsze wyniki”, przy czym podobna liczba kubitów osiąga 100–1,000 razy bardziej niezawodne wyniki.

Źródło: Quantinium

Aby to zrobić, wykorzystują inną technologię niż inne firmy zajmujące się komputerami kwantowymi, zwaną „uwięziony jonNa przykład zmodernizowali swoje systemy H2 z 32 do 56 kubitów, osiągając jednocześnie  wierność „trzem dziewiątkom”: 99.914(3)% wierność bramki 2-kubitowej.

Źródło: Quantinium

To może mieć duże znaczenie w pilnie potrzebnej kryptografii odpornej na ataki kwantowe, z firmą zbrojeniową Thales (HO.PA ) współpracuje już z firmą oraz międzynarodowy bank HSBC.

Firma Quantinuum oferuje również własną chemię obliczeniową kwantową InQuanto, nadające się do zastosowań w przemyśle farmaceutycznym, materiałoznawstwie, chemikaliach, energetyce i lotnictwie.

Podobnie jak wiele innych firm zajmujących się komputerami kwantowymi, Quantinuum oferuje Heliosowi „sprzęt jako usługę”, umożliwiając użytkownikom korzystanie z komputerów kwantowych bez konieczności samodzielnego zajmowania się złożonością obsługi systemu.

W listopadzie 2024 roku Quntinuum podpisało umowę o partnerstwie z niemiecką firmą Infineon, największy producent półprzewodników w Europie. Infineon wprowadzi swoją zintegrowaną technologię fotoniki i elektroniki sterującej, aby pomóc w tworzeniu następnej generacji komputerów kwantowych z uwięzionymi jonami.

Skupienie się Quntinuum na wysokiej wierności obliczeń może sprawić, że narzędzie to stanie się wartościowe już wkrótce, ponieważ wysoka wierność obliczeń sprawia, że ​​można je od razu używać, bardziej przypominając normalne obliczenia niż inne, wciąż eksperymentalne podejścia.

Dalsze wykorzystanie tego rozwiązania mogłoby znacząco zwiększyć przyszłą wartość firmy, a co za tym idzie, pozycję Honeywell i potencjalny zysk, jaki mogliby dzięki niemu osiągnąć inwestorzy.

5. IonQ

IonQ to kolejna firma zajmująca się komputerami kwantowymi, wykorzystująca technologię uwięzionych jonów, założona przez pionierskich naukowców w tej dziedzinie z University of Maryland i Duke University. Została publicznie notowana na NYSE w 2021 r.

Platformy obliczeniowe kwantowe IonQ są w stanie uzyskać wynik wierności 99.9%. Obecnie wykorzystują łańcuch jonów baru 64, wytwarzając 36-algorytmiczny kubit (AQ). Organizacja łańcucha umożliwia znacznie szybsze obliczenia niż inne projekty z uwięzionymi jonami bez utraty wierności.

Źródło: IonQ

IonQ przejęty Qubitekk w styczniu 2025 r., rozszerzając działalność firmy o zespół i 118 patentów na IonQ. Specjalizacją Qubitekk są sieci kwantowe, wykorzystujące połączenia fotoniczne, umożliwiające tworzenie klastrów kwantowych i rozwijające możliwości internetu kwantowego. Sieci kwantowe powinny ułatwiać wysoce bezpieczną komunikację i docelowo umożliwić rozproszone przetwarzanie kwantowe.

IonQ rozwija partnerstwo z Fotonika NKT (NKT.CO) w celu ułatwienia opracowania komputerów kwantowych gotowych do użycia w centrach danych.

Współpracuje również z Imec nad zintegrowanymi układami fotonicznymi i technologią pułapek jonowych na skalę chipową w celu zwiększenia liczby kubitów, rozmiaru systemu i kosztów firmy.

Zamiast rozwijać własny pakiet SDK, firma wspiera wszystkie najważniejsze pakiety jednocześnie i współpracuje z wieloma wiodącymi firmami w celu opracowywania nowych zastosowań obliczeń kwantowych.

Źródło: IonQ

IonQ jest spółką najbardziej zbliżoną do akcji spółek zajmujących się wyłącznie obliczeniami kwantowymi, co jest korzystną opcją dla inwestorów niezainteresowanych głównymi działaniami innych liderów, takich jak Google, Intel, IBM czy Honeywell.

Tak więc wraz ze swoim konkurentem Quntinuum, IonQ jest bliżej opracowania komercyjnych komputerów kwantowych, ze swoim naciskiem na systemy uwięzionych jonów o wysokiej wierności i mniejszej liczbie kubitów. Jego wczesny sukces pomógł mu zbudować silną sieć partnerstw z innymi innowatorami w dziedzinie obliczeń kwantowych, aby nadal rozwijać tę technologię.