Technologie kvantového blokování: Tržní panorama 2025 a strategický výhled na 3

Obsah

Výkonný souhrn a klíčové závěry
Přehled kvantového řízení: principy a architektury
Současný stav technologií kvantového řízení (2025)
Vedoucí společnosti a průmyslové spolupráce
Nově se objevující aplikace v oblasti výpočetní techniky, komunikace a senzoriky
Klíčové materiály a výrobní inovace
Regulační standardy, duševní vlastnictví a průmyslové orgány
Velikost trhu, segmentace a prognózy růstu (2025–2030)
Investiční trendy, M&A činnost a landscape financování
Výzvy, rizika a budoucí výhled na technologie kvantového řízení
Zdrojové materiály a reference

Výkonný souhrn a klíčové závěry

Technologie kvantového řízení, které tvoří praktický základ kvantového výpočtu, jsou připraveny na významný pokrok v roce 2025 a následujících letech. Jak se kvantové procesory stávají složitějšími, věrnost, rychlost a škálovatelnost kvantových bran—základních stavebních bloků pro kvantové obvody—jsou klíčové pro průlomy jak v hardwarové, tak v softwarové oblasti. V posledních letech vedoucí hráči v průmyslu a výzkumné instituce hlásí významný pokrok v operacích brány, opravě chyb a integraci nových materiálů a technik řízení.

Supervodivé qubity vedou krátkodobé zlepšení bran: Věrnost supervodivých bran nyní běžně překračuje 99,9 % u jednoubitových a nad 99 % u dvoubitevých operací, jak ukázali quantumai.google a www.ibm.com. Obě společnosti rozšiřují vícibitové procesory, přičemž si zachovávají vysokou věrnost bran, což je předpoklad pro kvantové počítání s opravou chyb.
Technologie uvězněných iontů dosáhly vysoké věrnosti a konfigurovatelných bran: ionq.com a www.quantinuum.com prokázaly věrnost dvoubitových bran nad 99,7 % a rozšiřují své modulární architektury na podporu větších obvodů. Uvězněné iontové systémy umožňují flexibilní implementaci bran a rychlé prototypování nových algoritmů díky inherentní konektivitě.
Qubity ze silikonových spinů a fotoniky vstupují do konkurenční arény: Pokroky od www.intel.com a www.psi.ch ve spinových qubitech, stejně jako přístupy integrované fotoniky od www.psiquantum.com, snižují bariéry pro škálovatelnost a výrobu bran. Očekává se, že tyto technologie překročí práh 99 % věrnosti během příštích dvou let, což přivede nové uchazeče na vrchol vývoje kvantových bran.
Oprava chyb a logické brány: Napříč platformami je přechod od fyzických k logickým operacím brány—kde se oprava chyb stává praktickou—hlavním milníkem očekávaným v letech 2025–2027. www.ibm.com a quantumai.google investují do škálovatelných kódů pro opravu chyb a demonstrují logické brány s mírami chyb, které mají klesající tendenci pod prahové úrovně pro toleranci chyb.

Vyhlídka na technologie kvantového řízení v roce 2025 a blízké budoucnosti je definována rychlým zlepšováním věrnosti, opravy chyb a integrace systémů. Jak průmysloví lídři rozšiřují své roadmapy kvantového hardwaru, očekává se, že dosažení logických bran odolných vůči chybám označí novou fázi schopnosti kvantového výpočtu. Pokračující spolupráce mezi vývojáři hardwaru, návrháři kvantových algoritmů a vědci zabývajícími se materiály bude rozhodující pro realizaci praktických, spolehlivých operací kvantové brány ve velkém měřítku.

Přehled kvantového řízení: principy a architektury

Technologie kvantového řízení tvoří operační páteř kvantového výpočtu, umožňující manipulaci kvantových bitů (qubitů) prostřednictvím přesně řízených fyzických interakcí. V jejich jádru kvantové brány provádějí unitární transformace na qubitech, obdobně jako logické brány v klasickém počítání, ale využívají principy superpozice a provázanosti. Realizace robustních, vysoce kvalitních kvantových bran je klíčová pro škálovatelné kvantové výpočty, a nedávné roky prokázaly významný pokrok jak v základních principech, tak v architekturách hardwaru.

V roce 2025 vedoucí vývojáři kvantového hardwaru nasazují řadu technologií kvantových bran napříč různými modality qubitů. Supervodivé qubity, například, používají mikrovlnné pulsy k vyvolání operací bran, přičemž věrnost dvoubitových bran nyní překračuje 99 % v nejmodernějších zařízeních. www.ibm.com neustále zdokonaluje své brány založené na transmonu, hlásí zlepšení v mírách chyb a rychlostech bran, zatímco quantumai.google prokázal logické brány s opravou chyb pomocí technik povrchového kódu.

Platformy uvězněných iontů, jako jsou ty vyvíjené společnostmi ionq.com a www.quantinuum.com, využívají laserově indukované interakce k realizaci kvantových bran s některými z nejvyšších hlášených věrností—často nad 99,9 % u jednoubitových a dvoubitových operací. Tyto architektury nabízejí silnou konektivitu a nízký crosstalk, přičemž probíhá další práce zaměřená na zvyšování rychlostí bran a škálování počtu qubitů.

Systémy spinových qubitů, zejména ty založené na silikonu, zaznamenaly značný pokrok, využívajíc etablované techniky výroby polovodičů. Společnosti jako www.intel.com a www.psiquantum.com usilují o škálovatelné implementace kvantových bran s využitím elektronových spinů, přičemž významné úsilí je věnováno zlepšení časů koherence a mezisystémového spojení.

Kvantové výpočty pomocí fotoniky představují další slibný přístup, přičemž xanadu.ai prosazuje architektury založené na programovatelných optických obvodech. Zde jsou kvantové brány realizovány prostřednictvím integrovaných fotonických zařízení, která manipulují s kvantovými stavy fotonů, a nabízají inherentní možnost provozu při pokojové teplotě a potenciál pro velkou integraci.

Pokud se díváme na několik dalších let, očekává se, že oblast bude i nadále vykazovat zlepšení ve věrnosti bran, rychlosti a integraci napříč platformami. Úsilí o architektury odolné vůči chybám—například logické brány chráněné kvantovou opravou chyb—se pravděpodobně zrychlí, jak ukazují rané milníky od quantumai.google a www.ibm.com. Jak technologie kvantového řízení neustále zrají, pozornost se stále více zaměří na spolehlivé škálování, automatizaci kalibračních procesů a vývoj univerzálních sad bran přizpůsobených specifickým silným stránkám hardwaru.

Současný stav technologií kvantového řízení (2025)

V roce 2025 technologie kvantového řízení—základní operace umožňující kvantové výpočty—pokročily významně, přičemž průmysl a akademická sféra prokazují stále složitější a vysoce kvalitní vykonávání bran na různých platformách kvantového hardwaru. Kvantové brány, analogické klasickým logickým bránám, ale jednající na qubitech, jsou základními stavebními bloky pro kvantové algoritmy a aplikace a jejich výkon je klíčový pro realizaci praktického kvantového výpočtu.

Supervodivé qubity zůstávají nejvyspělejší platformou, přičemž vedoucí společnosti jako www.ibm.com a www.rigetti.com dosáhly významného pokroku. V roce 2024 IBM oznámila nasazení svého 1 121-qubitového procesoru Condor, který používá pokročilou modulaci mikrovlnných pulsů k realizaci jednoubitových a dvoubitových bran s mírami chyb přibližně 0,1 % pro jednoubitové a 0,5 % pro dvoubitové operace. Roadmapa IBM indikuje další snížení chyb bran a škálování vícibitových operací prostřednictvím inovací v kryogenní kontrole a integraci čipů očekávaných do roku 2026. Podobně Rigetti ukázal měření v průběhu obvodu a nastavitelné spínače, které zlepšují věrnost bran a umožňují složitější kvantové obvody.

Kvantové počítače založené na uvězněných ionech, vedené firmami jako ionq.com a www.quantinuum.com, také dosahují pokroku. Tyto platformy využívají laserově řízené brány, přičemž dosahují rekordních věrností dvoubitových bran nad 99,9 % v laboratorních podmínkách. Na začátku roku 2025 Quantinuum oznámil úspěšnou implementaci logických qubitů s opravou chyb pomocí jejich H-Series hardwaru, což znamená kritický krok směrem k praktické opravě chyb a robustním operacím bran na velkém měřítku. IonQ rozšířil svoje systémy na nabídku až 35 algoritmických qubitů s vysokou věrností bran, což ho připravuje na komerční nasazení v nadcházejících letech.

Platformy založené na fotonikách a silicium se rychle rozvíjejí. psi.tech investuje do velkých fotonických kvantových počítačů, které využívají optické brány s integrovanou silikonovou fotonikou pro usilování o architektury odolné vůči chybám. Mezitím www.siliconquantumcomputing.com oznámila realizaci vysoce kvalitních jednoubitových a dvoubitových bran s využitím spinových qubitů v silikonu, s cílem kompatibility s existujícími výrobními procesy polovodičů.

Pokud se díváme do budoucnosti, očekává se, že příští několik let přinese konvergenci hardwaru a řídicích technik, přičemž míry chyb se předpokládají, že se dále snižují a složitost obvodů roste. Průmyslové úsilí se stále více zaměřuje na škálovatelné implementace bran, zmírnění chyb a integraci s protokoly kvantové opravy chyb. Jak se věrnost bran zlepšuje a velikosti systémů rostou, technologie kvantového řízení budou podkladem přechodu od hlučných zařízení střední velikosti (NISQ) k kvantovému výpočtu odolnému vůči chybám, s širokými implikacemi v oblasti kryptografie, optimalizace, vědy o materiálech a dalším.

Vedoucí společnosti a průmyslové spolupráce

Jak se kvantové počítání blíží praktickému uplatnění, krajina technologií kvantového řízení v roce 2025 je charakterizována dynamickou spoluprací a inovací mezi předními technologickými společnostmi a výzkumnými institucemi. Kvantové brány, základní stavební bloky kvantových obvodů, stojí v jádru závodu o uskutečnění škálovatelných, na chyby odolných kvantových počítačů. Současné a blízké období je charakterizováno meziodvětvovými partnerstvími zaměřenými na zvyšování věrnosti bran, opravě chyb a integraci do realizovatelných kvantových hardwarových platforem.

IBM i nadále vede v technologii kvantového řízení založené na supervodivých qubitech. V roce 2025 IBM oznámila zlepšení svého systému Quantum System Two, který integruje modulární hardware a pokročilé kryogenní inženýrství na podporu vyššího počtu qubitů a zlepšených operací bran. Společnost spolupracuje s hlavními akademickými institucemi a průmyslovými partnery v rámci research.ibm.com na urychlení pokroku v oblasti zmírnění chyb a věrnosti bran.
Google pokročilo se svými procesory Sycamore a zaměřilo se na snižování chyb bran a implementaci logických qubitů. Jeho kvantový výzkumný program, ve spolupráci s akademickými partnery, demonstroval nové techniky v kalibraci bran a potlačení chyb, s důrazem na rozšíření kvantových obvodů a dosažení spolehlivých, opakovatelných operací bran. Další pokroky se očekávají v příštích dvou až třech letech jako součást Googleovy roadmapy k kvantové výhodě (quantumai.google).
IonQ a Quantinuum jsou významní pro své technologie kvantových bran založených na uvězněných ionech. Architektura IonQ využívá konektivitu všech k všemu a vysoce kvalitní dvoubitové brány, přičemž nedávná oznámení zdůraznila spolupracující iniciativy se poskytovateli cloudových služeb a podnikovými partnery na nasazení kvantového hardwaru pro reálné aplikace (ionq.com). Quantinuum, vytvořený sloučením Honeywell Quantum Solutions a Cambridge Quantum, posouvá hranice výkonu kvantových bran a nedávno zveřejnil výsledky o logických branách s opravou chyb a spolupracuje s globálními korporacemi na vývoji robustních kvantových algoritmů (www.quantinuum.com).
Intel a Rigetti Computing investují do technologií silicon spin qubit a supervodivých qubitů. Intel provádí výzkum škálovatelných kvantových bran založených na spinech jak interně, tak ve spolupráci s evropskými výzkumnými konsorciemi, s cílem zajistit výrobu a integraci s konvenčními polovodičovými procesy (www.intel.com). Rigettiho série Aspen nadále prokazuje zlepšení ve věrnosti bran, podpořená partnerstvími s národními laboratořemi a podnikovými uživateli (www.rigetti.com).

Průmyslové spolupráce se stávají stále důležitějšími; organizace jako www.jaqc.org a www.euroquic.org podporují mezistátní partnerství a standardy pro protokoly kvantového řízení. V následujících letech se očekává další konsolidace aliančních struktur s cílem dosáhnout odolných kvantových operací, rozšířit přístup k hardwaru a posunout se směrem k obchodním kvantovým výhodám.

Nově se objevující aplikace v oblasti výpočetní techniky, komunikace a senzoriky

Technologie kvantového řízení, středobodem zpracování kvantových informací, se dostávají do období rychlého vývoje a zvyšujícího se rozsahu aplikací v roce 2025 a nadcházejících letech. Kvantová brána, stavební blok kvantových obvodů, manipuluje s qubity, aby prováděla výpočty a umožňovala kvantové komunikační protokoly a senzorické mechanismy. Tempo pokroku je řízeno jak pokroky v hardwaru, tak řídicími technikami napříč předními platformami jako jsou supervodivé obvody, uvězněné ionty, silikónové spin qubity a fotoniky.

Architektury supervodivých qubitů, vedené subjekty jako www.ibm.com a quantumai.google, dosáhly trvale vysoké věrnosti jednoubitových a dvoubitových bran, běžně překračujících 99 % v laboratorních podmínkách. Na začátku roku 2025 se očekává, že www.ibm.com představí svůj 1 121-qubitový procesor „Condor“, který integruje vylepšenou kalibraci bran a protokoly o zmírnění chyb, posunující věrnost vícibitových bran blíže k prahům potřebným pro opravu kvantových chyb. www.rigetti.com také hlásí pokračující pokrok ve škálovatelných supervodivých branových arych, s aktivními pracemi na měření v průběhu obvodu a resetovacích schopnostech, aby umožnily složitější kvantové algoritmy.

Systémy uvězněných iontů, podporované www.ionq.com a quantinuum.com, jsou známy svou výjimečnou kvalitou bran—často nad 99,9 % u jednoubitových bran a 99,5 % u dvoubitových bran. V roce 2025 se quantinuum.com zaměřuje na zvyšování počtu vzájemně propojených qubitů a optimalizaci potlačení krosstalku, aby realizovalo větší obvody s praktickou kvantovou opravou chyb. Tyto pokroky jsou životně důležité pro nově se objevující aplikace v oblasti bezpečné kvantové komunikace a kvantového vylepšeného snímání, zejména v oblastech jako je přesné měření a navigace.

Výzkum silicon spin qubit, vedený www.intel.com a www.hr-research.de, získává na významu v roce 2025, jak se zlepšuje homogennost zařízení a rychlost bran. Inovace v oblasti kryogenní elektroniky a vysoce husté integrace by měly vést k prototypům branových arych vhodných pro hybridní kvantové klasické počítačové platformy během následujících několika let.

Kvantové výpočty pomocí fotoniky, s úsilím od www.psiquantum.com a www.xanadu.ai, využívají lineární optické brány a integrované fotonické obvody. V roce 2025 tyto společnosti zvyšují počet fotonických qubitů a vyvíjejí operace bran odolné proti chybám pro aplikace kvantových sítí a distribuovaného kvantového snímání.

Celkově se v příštích několika letech technologie kvantového řízení očekávají, že budou podporovat pilotní aplikace v kvantové simulaci, kryptografii a metrologii, s silným výhledem na komercializaci, jak se věrnost bran a velikosti obvodů nadále zlepšují.

Klíčové materiály a výrobní inovace

Technologie kvantového řízení—základní komponenty umožňující kvantové výpočty—rychle postupují, přičemž rok 2025 by měl být převratným rokem jak pro klíčové materiály, tak pro výrobní inovace. V jádru kvantových bran jsou materiály a procesy, které přímo ovlivňují věrnost qubitů, časy koherence a škálovatelnost. Supervodivé qubity, uvězněné ionty a vyvíjející se systémy založené na spinech představují odlišné výzvy a příležitosti pro zlepšení výroby.

Supervodivé qubity, základ několika vedoucích platforem kvantového výpočtu, silně spoléhají na tenké filmy z hliníku a niobu s vysokou čistotou. V roce 2025 se očekává, že www.ibm.com a www.rigetti.com budou i nadále zdokonalovat své procesy depozice a leptání, cílící na snížení povrchových vad a vylepšení homogenity Josephsonových spojení. Inovace v oblasti inženýrství substrátů—např. použití silikonu s vysokým odporem nebo safíru—jsou rozšiřovány za účelem snížení dielektrických ztrát, což je hlavní zdroj dekoherence v supervodivých obvodech.

Mezitím www.infineon.com a www.quantinuum.com vedou snahy o výrobu škálovatelných iontových čipů pomocí pokročilých polovodičových technik. Iontové pasti vyžadují ultra hladké povrchy a precizní vzorování; nedávná integrace MEMS procesů a silikonové fotoniky umožňuje vyšší hustotu arych a spolehlivější provoz bran. V příštích několika letech se očekává, že tyto pokroky přejdou z laboratorních prototypů na pilotní výrobní linky, přičemž se plánuje výroba na úrovni waferu do roku 2026.

Nově se objevující platformy, jako jsou spinové qubity ze silikonu, také vykazují naději pro masovou výrobitelnost. www.intel.com využívá svou odbornost v oblasti výroby CMOS k výrobě arych kvantových teček s nanometrovou precizností, s použitím izotopově obohaceného silikonu na prodloužení časů koherence qubitů. Tyto snahy by měly usnadnit integraci kvantových bran s klasickou řídicí elektronikou, což je zásadní krok pro praktické kvantové procesory.

Pohled dopředu na technologie kvantového řízení závisí na schopnosti získávat materiály s ultra vysokou čistotou a implementovat bezvadnou výrobu ve velkém měřítku. Spolupráce v dodavatelském řetězci mezi výrobci kvantového hardwaru a dodavateli specializovaných materiálů se zostřuje, přičemž společnosti jako www.americanelements.com dodávají klíčové kovy a substráty. Jak se kvantová zařízení začínají blížit komerčnímu nasazení v pozdních 2020, budou průlomy v homogenitě materiálů a škálovatelných architekturách bran zásadní pro širší přijetí a realizaci kvantového výpočtu s opravou chyb.

Regulační standardy, duševní vlastnictví a průmyslové orgány

Regulační prostředí a krajina duševního vlastnictví (IP) kolem technologií kvantového řízení se rychle vyvíjejí, jak se sektor přesouvá od základního výzkumu k obchodnímu nasazení. V roce 2025 jsou snahy o standardizaci prioritizovány několika mezinárodními průmyslovými orgány, aby byla zajištěna interoperability, bezpečnost a škálovatelnost systémů založených na kvantových bránách.

quantum.ieee.org hraje nadále centrální roli ve vývoji technických standardů pro operace kvantových bran, reprezentace obvodů a protokoly benchmarkingu. Práce IEEE zahrnuje formalizaci symbolů kvantových logických bran, technik měření věrnosti bran a reprezentaci kvantových obvodů v hardwaru agnostických formátech. Tyto standardy jsou nezbytné pro kompatibilitu napříč platformami a pro usnadnění integrace kvantových procesorů s klasickou počítačovou infrastrukturou.

www.itu.int také přispívá k regulačním rámcům, zejména pokud jde o kvantovou distribuci klíčů (QKD) a kvantově bezpečnou komunikaci—oblasti, kde operace kvantových bran jsou kritickou složkou. Práce ITU v této oblasti si klade za cíl stanovit protokoly, které zohledňují unikátní požadavky a bezpečnostní obavy kvantových komunikací.

Co se týče duševního vlastnictví, přední výrobci kvantového hardwaru jako www.ibm.com a quantum.microsoft.com intenzivně rozšiřují své patentové portfolia technologií kvantových bran. Patenty IBM pokrývají inovace v supervodivých qubitových návrzích, řízení pulsů pro operace s vysokou věrností bran a strategie zmírnění chyb. Zaměření společnosti Microsoft zahrnuje topologické architektury qubitů a softwarové abstrakce pro efektivní kompilaci bran a opravu chyb. Tato závod o IP podtrhuje strategickou hodnotu sektoru a očekávané komerční aplikace technologií kvantových bran v nadcházejících letech.

Průmyslové konsorcia jako www.qed-c.org v USA a www.euroqci.eu v Evropě aktivně zapojují zúčastněné strany, aby formovaly nejlépe postupy, podporovaly předstandardizační výzkum a usnadňovaly převod technologií. Tyto orgány usnadňují spolupráci mezi akademickou sférou, průmyslem a vládou, urychlují přenos regulačních standardů a rámců IP do praktického obchodního nasazení.

Pokud se díváme dopředu, v příštích několika letech se očekává vznik komplexnějších standardů pro verifikaci kvantových bran, mezi dodavatelských benchmarking a bezpečné provádění bran v cloudu. Regulační orgány a průmyslové aliance se očekává, že se zaměří na harmonizaci požadavků na shodu, podporu internacionalizace kvantových technologických trhů a zajištění robustní ochrany klíčových kvantových IP aktiv.

Velikost trhu, segmentace a prognózy růstu (2025–2030)

Trh technologií kvantového řízení je připraven na významnou expanzi mezi lety 2025 a 2030, řízenou urychlenými investicemi do kvantového hardwaru, vládou podporovanými výzkumnými iniciativami a rostoucím zájmem z odvětví jako finance, farmaceutika a kybernetická bezpečnost. Kvantové brány—základní stavební bloky pro kvantové obvody—tvoří jádro kvantových procesorů, umožňující manipulaci s qubity pro provádění složitých výpočtů mnohem rychleji než klasické systémy.

V roce 2025 je trh technologií kvantového řízení primárně segmentován podle základního přístupu hardwaru: supervodivé qubity, uvězněné ionty, silikonové spin qubity, fotonické qubity a emerging topologické qubity. Supervodivé kvantové brány, vedené průmyslovými pionýry, zůstávají dominantním segmentem, přičemž jak www.ibm.com, tak quantumai.google hlásí pokroky v oblasti věrnosti bran a konektivity qubitů. Architektury uvězněných iontů, vyvinuté subjekty jako ionq.com a www.quantinuum.com, nadále demonstrují vysoce kvalitní operace bran a potenciál škálovatelnosti. Zatímco silikonové qubity, jak je prosazováno www.intel.com, směřují k výrobě s využitím existující infrastruktury polovodičů.

Supervodivé qubity: Největší podíl nasazení kvantového řízení, přičemž společnosti cílí na procesory s více než 100 qubity a s mírou chyb pod 0,1 %. Roadmapa IBM pro rok 2025 obsahuje uvedení čipu „Condor“, jehož integrace by měla překročit 1 000 qubitů s technologiemi vysoké věrnosti bran (www.ibm.com).
Uvřžené ionty: Roste přijetí díky konektivitě všech k všemu a vysokým věrnostem bran. IonQ a Quantinuum plánují zdvojnásobit počet svých qubitů a udržovat míru chyb bran konzistentně pod 0,5 % (ionq.com, www.quantinuum.com).
Fotonické a topologické qubity: Nově se objevující segmenty s významnými investicemi od psiquantum.com (fotonické) a www.microsoft.com (topologické), každý cílící na operace bran odolné vůči chybám po roce 2027.

Mezi lety 2025 a 2030 se očekává, že trh technologií kvantového řízení poroste průměrnou roční mírou růstu (CAGR) přes 25 %, podle projekcí účastníků průmyslu a roadmap kvantového hardwaru. Tento růst je podporován zvýšenou komercionalizací, cloudovými kvantovými výpočetními službami a očekávanou demonstrací praktických kvantových výhod v reálných pracovních zátěžích (www.ibm.com, quantumai.google).

Vyhlídka pro toto období očekává další segmentaci, jak hardwarové technologie zrají, s raným obchodním přijetím v oblasti kvantové chemie, optimalizace logistiky a kryptografie. Spolupracující ekosystémy mezi dodavateli hardwaru, akademickými institucemi a vládními agenturami se očekává, že urychlí penetraci trhu a standardizaci technologií kvantového řízení.

Investiční trendy, M&A činnost a landscape financování

Období mezi lety 2025 a několika následujícími lety je připraveno na výrazný náraz v investicích, fúzích a akvizicích (M&A) a aktivitě financování v sektoru technologií kvantového řízení. Jak se kvantové počítání posouvá od teoretického slibu k praktické realizaci, vedoucí technologické firmy a specializované kvantové startupy přitahují zvýšenou finanční pozornost.

V roce 2024 a na začátku roku 2025 významní hráči významně zvýšili své kapitálové závazky. www.ibm.com i nadále intenzivně investuje do rozšiřování svých supervodivých kvantových procesorů a architektur založených na branách, přičemž veřejná roadmapa cílí na 100 000-qubitové stroje za příští desetiletí. Podobně quantumai.google udržuje robustní pipeline financování pro zlepšení opravy chyb a věrnosti bran, což buduje na svých procesorech Sycamore a následných.

Na frontě startupů, www.rigetti.com získal další financování v roce 2024, aby urychlil svou roadmapu pro škálovatelnost vícestupňových kvantových procesorů. www.quantinuum.com—která byla vytvořena fúzí H，实现捷舰智蓉和剑锋灵量——pokračuje v přitahování jak firemního, tak rizikového financování s zaměřením na technologie bran založené na uvězněných ionech a kvantové zmírnění chyb.

Evropa a Asie také posilují své postavení prostřednictvím veřejně-soukromých partnerství a strategických investic. www.infineon.com investuje do kvantového řízení prostřednictvím společných projektů zaměřených na integraci polovodičových qubitů. Mezitím www.toshiba.co.jp směřuje zdroje do distribuce kvantových klíčů a systémů kvantových logických bran jako součást své digitální inovační strategie.

Činnost M&A se očekává, že se zesílí, řízená potřebou akvizice technologií a vertikální integrace. Na konci roku 2024 www.intel.com rozšířilo svůj kvantový program prostřednictvím akvizice dodavatelů specializovaných kvantových materiálů, s cílem zlepšit svůj rozvoj spinových qubitů ze silikonu. Společné projekty, jako je probíhající partnerství mezi www.pasqal.com a www.semi.org, signalizují další konsolidaci, jak se odborné dovednosti v oblasti hardwaru a výroby slučují.

Pohled do budoucna zůstává optimistický. Vládní agentury a suverénní fondy ve Spojených státech, EU a Asii-Pacifiku vyčlenily větší prostředky pro kvantové iniciativy, zejména pro platformy založené na branách. Jak se dosahují technické milníky, sektor očekává pokračující příliv investic a strategických akvizic, čímž se technologie kvantového řízení stávají ohniskem vývoje výpočetní infrastruktury nové generace.

Výzvy, rizika a budoucí výhled na technologie kvantového řízení

Technologie kvantového řízení—základní mechanismy umožňující kvantovým bitům (qubitům) interagovat a provádět výpočetní úkoly—se rychle vyvíjejí, avšak čelí významným technickým, provozním a obchodním výzvám v roce 2025. Účinnost a škálovatelnost kvantových bran závisí na mnoha faktorech, včetně věrnosti bran, míry chyb, odolnosti proti šumu a fyzické platformy qubitů (např. supervodivé obvody, uvězněné ionty nebo fotonické systémy).

Technické výzvy: Dosáhnout vysoce kvalitních bran v měřítku zůstává hlavní překážkou. Například na začátku roku 2024 www.ibm.com hlásil věrnost bran přes 99 % u vybraných supervodivých qubitů, ale udržení takového výkonu napříč většími, vzájemně propojenými systémy se ukazuje jako stále obtížnější. Crosstalk, dekoherence a únikové chyby eskalují, jak se zvyšuje počet qubitů. Podobně www.ionq.com a www.quantinuum.com demonstrovaly vysoce kvalitní brány v architekturách uvězněných iontů, ale rozšíření na stovky nebo tisíce qubitů při kontrole chybových rychlostí zůstává komplexní výzvou.
Rizika a spolehlivost: Kvantová oprava chyb (QEC) je nezbytná pro spolehlivé kvantové počítání, ale vyžaduje značné zdroje. Například logické qubity—robustně zakódované pomocí mnoha fyzických qubitů—jsou stále převážně experimentální. www.rigetti.com a www.pasqal.com investují do strategií zmírnění chyb a QEC, ale praktická, velká QEC nebude široce nasazena před koncem 20. let.
Diverzita hardwaru a integrace: Krajina kvantového řízení je fragmentována, s různými přístupy (např. www.psiquantum.com se zaměřuje na fotoniku, www.delft.cqt.nl na spinové qubity). Tato diverzita komplikuje standardizaci a integraci s klasickými systémy, což zvyšuje rizika interoperability a dodavatelského řetězce.
V komercializaci a výhledu: I přes výzvy významní hráči postupují směrem k praktické kvantové výhodě. quantumai.google a www.ibm.com cílí na významné milníky do let 2026–2028, jako jsou kvantové obvody s opravou chyb a cloudově přístupné kvantové procesory. Spolupráce s průmyslem a národními laboratořemi urychluje výzkum, ale široké komerční nasazení bran odolných vůči chybám se nečeká před minimálně poslední polovinou této dekády.

Stručně řečeno, zatímco technologie kvantového řízení zaznamenávají významné pokroky v roce 2025, oblast čelí podstatným technickým a spolehlivostním rizikům. Příští léta pravděpodobně přinesou postupná zlepšení v oblasti věrnosti bran, zmírnění chyb a měřítka systémů, přičemž skutečné kvantové počítání odolné vůči chybám zůstává středně až dlouhodobým cílem.

Zdrojové materiály a reference

2025: The International Year Of Quantum Computing

Watch this video on YouTube

Technologie kvantového blokování: Tržní panorama 2025 a strategický výhled na 3–5 let

ByQuinn Parker