Popis sadržaja
- Izvršna sažetak i ključni nalazi
- Pregled kvantnog upravljanja: principi i arhitekture
- Trenutno stanje tehnologija kvantnog upravljanja (2025)
- Vodeće tvrtke i industrijske suradnje
- Emergentne primjene u računalstvu, komunikacijama i senzorskim tehnologijama
- Kritični materijali i inovacije u proizvodnji
- Regulatorni standardi, intelektualno vlasništvo i industrijska tijela
- Veličina tržišta, segmentacija i prognoze rasta (2025–2030)
- Trendovi ulaganja, aktivnosti spajanja i akvizicije, i financijska odrednica
- Izazovi, rizici i buduća perspektiva za tehnologije kvantnog upravljanja
- Izvori i reference
Izvršna sažetak i ključni nalazi
Tehnologije kvantnog upravljanja, koje su osnova praktične realizacije kvantnog računanja, spremne su za značajan napredak 2025. i narednih godina. Kako kvantni procesori postaju složeniji, vjerodostojnost, brzina i skalabilnost kvantnih vrata — osnovnih građevinskih blokova kvantnih krugova — ključni su za proboje kako u hardverskom tako i u softverskom području. U posljednjim godinama, vodeći igrači u industriji i istraživačke institucije izvještavaju o značajnom napretku u operacijama vrata, ispravljanju grešaka i integraciji novih materijala i kontrolnih tehnika.
- Superprovodljivi qubiti vode poboljšanja vrata u kratkom roku: Vjerodostojnost superprovodljivih vrata sada rutinski premašuje 99.9% za operacije s jednim qubitom i više od 99% za operacije s dva qubita, što su demonstrirali quantumai.google i www.ibm.com. Obje tvrtke povećavaju kapacitet višekubitnih procesora, istovremeno održavajući visoku vjerodostojnost vrata, što je preduvjet za kvantno računanje s korekcijom grešaka.
- Tehnologije zarobljenih iona postižu visoku vjerodostojnost i rekonfigurabilna vrata: ionq.com i www.quantinuum.com demonstrirali su vjerodostojnost vrata s dva qubita iznad 99.7% i proširuju svoje modularne arhitekture kako bi podržali veće krugove. Intrinzična povezanost svih s svim u sustavima zarobljenih iona omogućava fleksibilnu implementaciju vrata i brzo prototyping novih algoritama.
- Silicijski spin qubiti i fotonika ulaze u natjecateljsku arenu: Napretci na www.intel.com i www.psi.ch u silicijskim spin qubitima, kao i integrirani fotonički pristupi od www.psiquantum.com, smanjuju barijere prema skalabilnosti i proizvodnosti vrata. Očekuje se da će ove tehnologije preći prag od 99% vjerodostojnosti unutar sljedeće dvije godine, donoseći nove konkurente u središte razvoja kvantnih vrata.
- Korekcija grešaka i logička vrata: Na različitim platformama, prijelaz s fizičkih na logička vrata — gdje korekcija grešaka postaje praktična — je značajna prekretnica koja se očekuje 2025.–2027. www.ibm.com i quantumai.google ulažu u skalabilne kodove korekcije grešaka i demonstriraju logička vrata s stopama grešaka koje se približavaju ispod pragova tolerancije na greške.
Perspektiva za tehnologije kvantnog upravljanja u 2025. i bliskoj budućnosti definirana je brzim poboljšanjima u vjerodostojnosti, korekciji grešaka i integraciji sustava. Kako industrijski lideri proširuju svoje kvantne hardverske planove, postizanje vrata tolerantnih na greške očekuje se kao sljedeća faza kvantnih računskih sposobnosti. Nastavljena suradnja između razvijatelja hardvera, dizajnera kvantnih algoritama i znanstvenika materijala bit će ključna za ostvarivanje praktičnih, pouzdanih operacija kvantnih vrata na većoj skali.
Pregled kvantnog upravljanja: principi i arhitekture
Tehnologije kvantnog upravljanja čine operativnu osnovicu kvantnog računanja, omogućujući manipulaciju kvantnim bitovima (qubitima) putem precizno kontroliranih fizičkih interakcija. U njihovoj suštini, kvantna vrata vrše jedinaste transformacije na qubitima, analogne logičkim vratima u klasičnom računalstvu, ali koristeći principe superpozicije i isprepletenosti. Realizacija robusnih, visokovjerodostojnih kvantnih vrata ključna je za skalabilno kvantno računanje, a proteklih godina zabilježeni su značajni napreci u osnovnim principima i hardverskim arhitekturama.
Od 2025. godine, vodeći razvijatelji kvantnog hardvera implementiraju različite tehnologije kvantnog upravljanja širom različitih modaliteta qubita. Superprovodljivi qubiti, na primjer, koriste mikrovalne pulse za izazivanje operacija vrata, a vjerodostojnost vrata s dva qubita sada premašuje 99% u najsuvremenijim uređajima. www.ibm.com nastavlja usavršavati svoje transmon-bazne arhitekture vrata, izvještavajući o poboljšanjima u stopama grešaka i brzinama vrata, dok quantumai.google demonstrira logička vrata s korekcijom grešaka koristeći tehnike površinske kodiranja.
Platforme s zarobljenim ionima, poput onih koje razvijaju ionq.com i www.quantinuum.com, koriste laserske indukovane interakcije za ostvarenje kvantnih vrata s nekim od najviših vjerodostojnosti zabilježenih do danas — često iznad 99.9% za operacije s jednim i dva qubita. Ove arhitekture nude jaku povezanost i nisku međusobnu smetnju, a trenutačno se fokusira na povećanje brzina vrata i povećanje broja qubita.
Sistemi spin qubita, osobito oni koji se temelje na siliciju, postigli su značajan napredak, koristeći uspostavljene tehnike proizvodnje poluvodiča. Tvrtke poput www.intel.com i www.psiquantum.com teže skalabilnim implementacijama kvantnih vrata koristeći elektronske spinove, s značajnim naporima usmjerenim na poboljšanje vremena koherencije i međusobnog povezivanja qubita.
Fotonsko kvantno računanje predstavlja još jedan obećavajući pristup, a xanadu.ai promiče arhitekture temeljene na programabilnim optičkim krugovima. Ovdje se kvantna vrata ostvaruju putem integriranih fotoničkih uređaja koji manipuliraju stanjima fotona, nudeći inherentnu operaciju na sobnoj temperaturi i potencijal za veliku integraciju.
Gledajući unaprijed u sljedeće nekoliko godina, očekuje se daljnji napredak u vjerodostojnosti vrata, brzini i integraciji među platformama. Napori prema arhitekturama tolerantnim na greške — poput logičkih vrata zaštićenih kvantnom korekcijom grešaka — vjerojatno će se ubrzati, što dokazuju rani prekretnici iz quantumai.google i www.ibm.com. Kako tehnologije kvantnog upravljanja nastavljaju sazrijevati, fokus će se sve više prebacivati na pouzdanu skalabilnost, automatizaciju kalibracijskih procesa i razvoj univerzalnih setova vrata prilagođenih specifičnim snagama hardvera.
Trenutno stanje tehnologija kvantnog upravljanja (2025)
Od 2025. godine, tehnologije kvantnog upravljanja — temeljne operacije koje omogućuju kvantno računanje — značajno su napredovale, s industrijom i akademskom zajednicom koja demonstrira sve složenije i visoko vjerodostojne izvođenja vrata na raznim kvantnim hardverskim platformama. Kvantna vrata, analogna klasičnim logičkim vratima, ali djelujući na qubitima, osnovne su komponente kvantnih algoritama i aplikacija, a njihova učinkovitost je središnja za ostvarenje praktičnog kvantnog računanja.
Superprovodljivi qubiti ostaju najzrelija platforma, s vodećim tvrtkama kao što su www.ibm.com i www.rigetti.com koje postižu značajan napredak. U 2024. godini, IBM je najavio uvođenje svog Condor procesora od 1,121 qubita, koji koristi naprednu modulaciju mikrovalnih impulsa za realizaciju vrata s jednim i dva qubita s stopama grešaka koje se približavaju 0.1% za qubite s jednim i 0.5% za qubite s dva qubita. IBM-ova mapa puta ukazuje na daljnje smanjenje grešaka vrata i skaliranje operacija s višim qubitima kroz inovacije u kriogene kontroli i integraciji čipova očekivane do 2026. godine. Slično tome, Rigetti je pokazao mjerenje sredine kruga i podesive spojnice koje poboljšavaju vjerodostojnost vrata i omogućuju složenije kvantne krugove.
Kvantni računari sa zarobljenim ionima, predvođeni tvrtkama kao što su ionq.com i www.quantinuum.com, također napreduju. Ove platforme koriste laserske pogonjene vrata, postižući rekordno visoku vjerodostojnost vrata s dva qubita iznad 99.9% u laboratorijskim postavkama. Početkom 2025. godine, Quantinuum je najavio uspješnu implementaciju logičkih qubita s korekcijom grešaka koristeći njihov H-serijski hardver, signalizirajući kritičan korak prema praktičnoj korekciji grešaka i robusnim operacijama vrata na većoj skali. IonQ je proširio svoje sustave kako bi ponudio do 35 algoritamskih qubita s visokom vjerodostojnošću vrata, postavljajući se za komercijalnu primjenu u nadolazećim godinama.
Platforme temeljen na fotonici i siliciju brzo se pojavljuju. psi.tech ulaže u velike fotonske kvantne računare, koristeći optička vrata s integriranom silicijskom fotonikom kako bi provodili arhitekture otporne na greške. U međuvremenu, www.siliconquantumcomputing.com izvještava o ostvarenju visokovjerodostojnih vrata s jednim i dva qubita koristeći spin qubite u siliciju, težeći kompatibilnosti sa postojećim procesima proizvodnje poluvodiča.
Gledajući naprijed, u narednim godinama očekuje se konvergencija hardverskih i kontrolnih tehnika, pri čemu se stopa grešaka predviđa da će dodatno opadati, a složenost krugova rasti. Napori industrije sve više su usmjereni prema skalabilnim implementacijama vrata, smanjenju grešaka i integraciji s protokolima korekcije kvantnih grešaka. Kako se vjerodostojnost vrata poboljšava, a veličine sustava rastu, tehnologije kvantnog upravljanja bit će osnova prijelaza s bučnih kvantnih uređaja srednje veličine (NISQ) na kvantno računanje otporno na greške, s širokim implikacijama u kriptografiji, optimizaciji, znanosti o materijalima i šire.
Vodeće tvrtke i industrijske suradnje
Kako kvantno računanje postaje sve bliže praktičnoj primjeni, krajolik tehnologija kvantnog upravljanja u 2025. godini obilježen je dinamičnom suradnjom i inovacijama među vodećim tehnološkim tvrtkama i istraživačkim institucijama. Kvantna vrata, osnovni građevinski blokovi kvantnih krugova, su u srcu utrke za postizanje skalabilnih, tolerantnih na greške kvantnih računala. Trenutno i blisko buduće razdoblje karakteriziraju međuinstitucionalna partnerstva usmjerena na unapređenje vjerodostojnosti vrata, korekciju grešaka i integraciju u održive kvantne hardverske platforme.
- IBM nastavlja predvoditi u tehnologiji kvantnog upravljanja temeljenom na superprovodljivim qubitima. U 2025. godini, IBM je najavio poboljšanja u svom Kvantnom Sustavu Dva, koji integrira modularni hardver i napredni kriogeni inženjering kako bi podržao veći broj qubita i poboljšane operacije vrata. Tvrtka surađuje s većim akademskim institucijama i industrijskim partnerima unutar research.ibm.com kako bi ubrzala napredak u smanjenju grešaka i vjerodostojnosti vrata.
- Google napreduje s svojim Sycamore procesorima fokusirajući se na smanjenje grešaka vrata i implementaciju logičkih qubita. Njegov kvantni istraživački program, u suradnji s akademskim partnerima, demonstrirao je nove tehnike kalibracije vrata i suzbijanja grešaka, s posebnim naglaskom na povećanje kvantnih krugova i postizanje pouzdanih, ponovljivih operacija vrata. Daljnja poboljšanja očekuju se u sljedeće dvije do tri godine kao dio Googleove karte puta prema kvantnoj prednosti (quantumai.google).
- IonQ i Quantinuum su značajni zbog svojih tehnologija kvantnih vrata sa zarobljenim ionima. Arhitektura IonQ-a koristi sve-sa-svim povezanost i visoko vjerodostojna vrata s dva qubita, a nedavne najave ističu suradničke inicijative s pružateljima oblaka i poslovnim partnerima za implementaciju kvantnog hardvera za stvarne aplikacije (ionq.com). Quantinuum, koji je nastao spajanjem Honeywell Quantum Solutions i Cambridge Quantum, gura granice performansi kvantnih vrata, nedavno objavljujući rezultate o logičkim vratima s korekcijom grešaka i surađujući s globalnim korporacijama na razvoju robusnih kvantnih algoritama (www.quantinuum.com).
- Intel i Rigetti Computing ulažu u tehnologije silicijskog spin qubita i superprovodljivih qubita, redom. Intelovo istraživanje u području skalabilnih spin temeljenih kvantnih vrata provodi se i interno i u suradnji s europskim istraživačkim konzorcijima, nastojeći omogućiti proizvodnju i integraciju s konvencionalnim procesima poluvodiča (www.intel.com). Rigetti serija Aspen nastavlja prikazivati poboljšanja u vjerodostojnosti vrata, uz potporu partnerstva s nacionalnim laboratorijima i poslovnim korisnicima (www.rigetti.com).
Industrijske suradnje postaju sve vitalnije; organizacije poput www.jaqc.org i www.euroquic.org potiču prekogranična partnerstva i standarde za protokole kvantnog upravljanja. Uskoro se očekuje daljnje jačanje saveza, s zajedničkim ciljevima postizanja kvantnih operacija tolerantnih na greške, širene dostupnosti hardvera i prelaska prema komercijalnoj kvantnoj prednosti.
Emergentne primjene u računalstvu, komunikacijama i senzorskim tehnologijama
Tehnologije kvantnog upravljanja, središnje za procesiranje kvantnih informacija, ulaze u razdoblje bržeg razvoja i proširenja obreda primjene u 2025. i narednim godinama. Kvantno vrat, osnovni građevinski blok kvantnih krugova, manipulira qubitima za izvršavanje proračuna i omogućuje kvantne komunikacijske protokole i mehanizme senzora. Tempo napretka potaknut je i napretkom hardvera i kontrolnim tehnikama na vodećim platformama poput superprovodljivih krugova, zarobljenih iona, silicijskog spin qubita i fotonike.
Arhitekture superprovodljivih qubita, predvođene entitetima poput www.ibm.com i quantumai.google, postigle su dosljedno visoku vjerodostojnost vrata s jednim i dva qubita, rutinski premašujući 99% u laboratorijskim postavkama. Početkom 2025., www.ibm.com očekuje predstavljanje svog “Condora” procesora od 1,121 qubita, koji integrira poboljšanu kalibraciju vrata i protokole za smanjenje grešaka, približavajući višekubičnu vjerodostojnost mere se očekuje blizu pragova potrebnih za korekciju grešaka kvanta tolerantnog na greške. www.rigetti.com također izvještava o kontinuiranom napretku u skalabilnim superprovodljivim mrežama vrata, uz aktivni rad na mjerenju sredine kruga i sposobnostima resetiranja kako bi se omogućili složeniji kvantni algoritmi.
Sistemi sa zarobljenim ionima, koje predvode www.ionq.com i www.quantinuum.com, poznati su po izvrsnoj vjerodostojnosti vrata — često iznad 99.9% za vrata sa jednim qubitom i 99.5% za vrata sa dva qubita. U 2025. godini, quantinuum.com se fokusira na povećanje broja međusobno povezanih qubita i optimizaciju suzbijanja međusobne smetnje kako bi ostvario veće krugove s praktičnom korekcijom grešaka kvanta. Ove inovacije su ključne za emergentne primjene u sigurnim kvantnim komunikacijama i kvantima poboljšanim senzoringom, posebno u područjima kao što su precizna mjerenja i navigacija.
Istraživanje silicijskih spin qubita, koje provode www.intel.com i www.hr-research.de, jača na momentumu u 2025. godini kako se poboljšava ujednačenost uređaja i brzina vrata. Inovacije u kriogenoj kontrolnoj elektronici i visokoj gustoći integracije očekuje se da će dovesti do prototipova vrata prikladnih za hibridne kvantno-klasične računalne platforme unutar sljedećih nekoliko godina.
Fotonsko kvantno računanje, s naporima tvrtki kao što su www.psiquantum.com i www.xanadu.ai, koristi linearna optička vrata i integrirane fotonske krugove. U 2025. godini, ove tvrtke povećavaju broj fotonskih qubita i razvijaju otpornije operacije vrata za kvantno umrežavanje i distribuirane kvantne senzorske aplikacije.
Zajedno, sljedeće nekoliko godina će vidjeti kako tehnologije kvantnog upravljanja podupiru pilot aplikacije u kvantnoj simulaciji, kriptografiji i metrologiji, s optimističnom perspektivom za komercijalizaciju kako se vjerodostojnosti vrata i veličine krugova nastavljaju poboljšavati.
Kritični materijali i inovacije u proizvodnji
Tehnologije kvantnog upravljanja — temeljne komponente koje omogućuju kvantno računanje — brzo napreduju, pri čemu se 2025. godina očekuje da će biti presudna godina za kritične materijale i inovacije u proizvodnji. U središtu kvantnih vrata nalaze se materijali i procesi koji izravno utječu na vjerodostojnost qubita, vremena koherencije i skalabilnost. Superprovodljivi qubiti, zarobljeni ioni i emergentni sustavi temeljeni na spinu predstavljaju različite materijalne izazove i mogućnosti za poboljšanje proizvodnje.
Superprovodljivi qubiti, temelj nekoliko vodećih kvantno raó računarskih platformi, uvelike ovise o aluminijskim i niobijskim tankim filmovima visoke čistoće. U 2025. godini, www.ibm.com i www.rigetti.com očekuje se da će nastaviti usavršavati svoje procese deponiranja i etching, ciljanje na smanjenje površinskih defekata i poboljšanu uniformnost Josephsonovih spojeva. Inovacije u inženjeringu podloge — kao što je korištenje silikon visoke otpornosti ili safira — se povećavaju kako bi smanjile dielektrične gubitke, što je glavni izvor dekoherencije u superprovodljivim krugovima.
U međuvremenu, www.infineon.com i www.quantinuum.com predvode napore za proizvodnju skalabilnih ion trap čipova koristeći napredne poluvodičke tehnike. Ion trapovi zahtijevaju ultraglatke površine i precizno oblikovanje; nedavna integracija MEMS procesa i silicijske fotonike omogućila je više gustoće nizova i pouzdanije operacije vrata. U narednim godinama, očekuje se da će ova poboljšanja preći iz laboratorijskih prototipova u pilot proizvodne linije, s anticipiranom proizvodnjom na razini čipova do 2026. godine.
Emergentne platforme, poput silicijskih spin qubita, također pokazuju potencijal za masovnu proizvodnju. www.intel.com koristi svoje iskustvo u CMOS proizvodnji kako bi proizveo nizove kvantnih točaka s nanometarskom preciznošću, koristeći izotopski obogaćeni silicij za produženje vremena koherencije qubita. Ovi napori očekuju se da bi olakšali integraciju kvantnih vrata s klasičnom kontrolnom elektronikom, što je bitan korak za praktične kvantne procesore.
Gledajući unaprijed, perspektiva za tehnologije kvantnog upravljanja ovisi o sposobnosti nabave ultra-visoke čistoće materijala i implementaciji proizvodnje bez grešaka na velikoj skali. Suradnja između tvrtki kvantnog hardvera i dobavljača specijalnih materijala se intenzivira, s tvrtkama poput www.americanelements.com koje dobavljaju ključne metale i podloge. Kako kvantni uređaji počinju pristupiti komercijalnoj upotrebi kasnih 2020-ih, proboji u materijalnoj uniformnosti i skalabilnim arhitekturama vrata bit će ključni za širu primjenu i ostvarenje kvantnog računanja s korekcijom grešaka.
Regulatorni standardi, intelektualno vlasništvo i industrijska tijela
Regulatorno okruženje i krajolik intelektualnog vlasništva (IP) u vezi s tehnologijama kvantnog upravljanja brzo se razvijaju kako sektor prelazi iz osnovnog istraživanja u komercijalnu primjenu. U 2025. godini, napori za standardizaciju prioritetni su za nekoliko međunarodnih industrijskih tijela kako bi osigurali interoperabilnost, sigurnost i skalabilnost sustava temeljenih na kvantnim vratima.
quantum.ieee.org nastavlja igrati središnju ulogu u razvoju tehničkih standarda za operacije kvantnih vrata, predstavke krugova i protokole mjeriteljstva. Rad IEEE-a obuhvaća formalizaciju simbola kvantnih logičkih vrata, tehnike mjerenja vjerodostojnosti vrata i predstavljanje kvantnih krugova u formatu koji nije vezan uz hardver. Ovi standardi su ključni za kompatibilnost među platformama i za olakšavanje integracije kvantnih procesora s klasičnom računalnom infrastrukturom.
www.itu.int također doprinosi regulatornim okvirima, osobito u vezi s kvantnom distribucijom ključeva (QKD) i kvantno sigurnim komunikacijama — područjima gdje su operacije kvantnog upravljanja ključna komponenta. Rad ITU-a u ovom području ima za cilj uspostavljanje protokola koji zadovoljavaju jedinstvene zahtjeve i sigurnosne probleme mreža kvantom omogućene komunikacije.
Na frontu IP, vodeći proizvođači kvantnog hardvera, kao što su www.ibm.com i quantum.microsoft.com, agresivno proširuju svoja patentna portfelja tehnologije kvantnih vrata. IBM-ovi patenti pokrivaju inovacije u dizajnima superprovodljivih qubita, kontrola impulsa za visoko vjerodostojne operacije vrata i strategije smanjenja grešaka. Microsoftov fokus uključuje topološke arhitekture qubita i softverske apstrakcije za učinkovitu kompilaciju vrata i korekciju grešaka. Ova utrka IP-a naglašava stratešku vrijednost sektora i anticipirane komercijalne primjene tehnologija kvantnih vrata tijekom nadolazećih godina.
Industrijski konzorciji poput www.qed-c.org u Sjedinjenim Državama i www.euroqci.eu u Europi aktivno angažiraju dionike kako bi oblikovali najbolje prakse, promovirali istraživanje predstandardizacije i poticali prijenos tehnologije. Ova tijela olakšavaju suradnju između akademskih institucija, industrije i vlade, ubrzavajući prevođenje regulatornih standarda i okvira IP-a u praktičnu komercijalnu primjenu.
Gledajući unaprijed, sljedećih nekoliko godina će vjerojatno vidjeti nastanak sveobuhvatnijih standarda za verifikaciju kvantnih vrata, međuvendorno mjeriteljstvo i sigurnu izvršnu obradu vrata u oblaku. Regulatorna tijela i industrijske alijanse očekuje se da se usmjere na harmonizaciju zahtjeva usklađenosti, podržavajući internacionalizaciju tržišta kvantnih tehnologija i osiguravajući robusnu zaštitu kritičnih kvantnih IP sredstava.
Veličina tržišta, segmentacija i prognoze rasta (2025–2030)
Tržište tehnologija kvantnog upravljanja spremno je za značajno proširenje između 2025. i 2030. godine, potaknuto ubrzanim ulaganjima u kvantni hardver, istraživačkim inicijativama pod pokroviteljstvom vlade i raste interesom iz sektora kao što su financije, farmaceutska industrija i kibernetička sigurnost. Kvantna vrata — temeljni građevni blokovi kvantnih krugova — čine srž kvantnih procesora, omogućavajući manipulaciju qubitima za izvođenje složenih proračuna mnogo brže od klasičnih sustava.
Od 2025. godine, tržište tehnologija kvantnog upravljanja primarno je segmentirano prema osnovnom pristupu hardveru: superprovodljivi qubiti, zarobljeni ioni, silicijski spin qubiti, fotonski qubiti i emergentni topološki qubiti. Superprovodljiva kvantna vrata, predvođena industrijskim pionirima, ostaju dominantan segment, uz www.ibm.com i quantumai.google koji izvještavaju o napretku u vjerodostojnosti vrata i povezanosti qubita. Arhitekture zarobljenih iona, napredovane od entiteta kao što su ionq.com i www.quantinuum.com, i dalje demonstriraju visoko vjerodostojne operacije vrata i potencijal za skalabilnost. U međuvremenu, kvantni qubiti temeljeni na siliciju, koje predlaže www.intel.com, napreduju prema proizvodnosti koristeći postojeću infrastrukturu poluvodiča.
- Superprovodljivi qubiti: Najveći udio u implementacijama kvantnog upravljanja, s tvrtkama koje targetiraju procesore s više od 100 qubita s stopama grešaka ispod 0.1%. IBM-ova mapa puta za 2025. godinu predviđa oslobađanje “Condor” čipa, koji će integrirati više od 1,000 qubita s tehnologijama visokih vrata (www.ibm.com).
- Zarobljeni ioni: Rastuća primjena zahvaljujući povezanosti svih s svim i visokoj vjerodostojnosti vrata. IonQ i Quantinuum planiraju udvostručiti broj qubita, dok održavaju stope grešaka vrata dosljedno ispod 0.5% (ionq.com, www.quantinuum.com).
- Fotonski i topološki qubiti: Emergentni segmenti s značajnim ulaganjima od strane psiquantum.com (fotonski) i www.microsoft.com (topološki), svaki cilja postizanje operacija vrata otpornog na greške nakon 2027.
Između 2025. i 2030. godine, očekuje se da će tržište tehnologija kvantnog upravljanja rasti stopom godišnjeg rasta (CAGR) koja premašuje 25%, prema projekcijama sudionika u industriji i mapama puta kvantnog hardvera. Ovaj rast podupiru povećana komercijalizacija, usluge kvantnog računalstva u oblaku i očekivana demonstracija praktične kvantne prednosti u stvarnim radnim opterećenjima (www.ibm.com, quantumai.google).
Perspektiva za ovo razdoblje predviđa daljnju segmentaciju kako hardver sazrije, s ranom komercijalnom primjenom u kvantnoj kemiji, optimizaciji logistike i kriptografiji. Suradnički ekosustavi među pružateljima hardvera, akademskim institucijama i vladinim agencijama očekuje se da će ubrzati prodor na tržište i standardizaciju tehnologija kvantnog upravljanja.
Trendovi ulaganja, aktivnosti spajanja i akvizicije, i financijska odrednica
Razdoblje između 2025. i slijedećih nekoliko godina spremno je za značajan zamah u investicijama, spajanjima i akvizicijama (M&A) i aktivnostima financiranja unutar sektora tehnologija kvantnog upravljanja. Kako kvantno računanje prelazi iz teorijskog obećanja prema praktičnoj implementaciji, vodeće tehnološke tvrtke i specijalizirani kvantni startupovi privlače sve veću financijsku pažnju.
U 2024. i ranoj 2025. godini, veliki igrači značajno su povećali svoja kapitalna ulaganja. www.ibm.com nastavlja ulagati značajne resurse u skaliranje svojih superprovodljivih kvantnih procesora i arhitektura temeljenih na vratima, s javnom mapom puta koja cilja na strojeve od 100,000 qubita u sljedećem desetljeću. Slično, quantumai.google održava robustan financijski pipeline za poboljšanje korekcije grešaka i vjerodostojnosti vrata, gradeći na svojim Sycamore i naknadnim procesorima.
Na frontu startupa, www.rigetti.com prikupio je dodatna sredstva u 2024. godini za ubrzanje svoje mape puta za skalabilne, višekupićne kvantne procesore. www.quantinuum.com — formiran spajanjem Honeywell Quantum Solutions i Cambridge Quantum — nastavlja privlačiti sredstva kako od korporacija, tako i od rizičnog kapitala, fokusirajući se na tehnologije kvantnih vrata sa zarobljenim ionima i korekciju grešaka kvanta.
Europa i Azija također jačaju svoje prisustvo kroz javno-privatna partnerstva i strateška ulaganja. www.infineon.com ulaže u kvantno upravljanje kroz zajedničke projekte usmjerene na integraciju poluvodiča temeljenih na qubitima. U međuvremenu, www.toshiba.co.jp usmjerava resurse u kvantnu distribuciju ključeva i sustave kvantnih logičkih vrata kao dio svoje strategije digitalne inovacije.
Aktivnost spajanja i akvizicija očekuje se da će intenzivirati, vođena potrebom za stjecanjem tehnologije i vertikalnom integracijom. Krajem 2024. www.intel.com je proširio svoj kvantni program kroz akviziciju nišnih dobavljača kvantnih materijala, nastojeći poboljšati svoj razvoj silicijskog spin qubita. Suradnički pothvati, poput tekuće suradnje između www.pasqal.com i www.semi.org, signaliziraju daljnje konsolidacije dok se hardverska i proizvodna stručnost okuplja.
Gledajući unaprijed, perspektiva ostaje optimistična. Vladine agencije i suvereni fondovi u SAD-u, EU i Azijsko-pacifičkom regionu predviđaju veće resurse za kvantne inicijative, posebno za platforme temeljenje na kvantnim vratima. Kako se tehnički ciljevi postižu, sektor očekuje kontinuirani dolazak investicija i strateških akvizicija, učvršćujući tehnologije kvantnog upravljanja kao središnju točku infrastrukture računalstva sljedeće generacije.
Izazovi, rizici i buduća perspektiva za tehnologije kvantnog upravljanja
Tehnologije kvantnog upravljanja — osnovni mehanizmi koji omogućuju interakciju kvantnih bitova (qubita) i izvođenje računalnih zadataka — brzo napreduju, ali se suočavaju s značajnim tehničkim, operativnim i komercijalnim izazovima do 2025. godine. Učinkovitost i skalabilnost kvantnih vrata ovise o više faktora, uključujući vjerodostojnost vrata, stope grešaka, otpornost na šum i fizičku platformu qubita koja se koristi (kao što su superprovodljivi krugovi, zarobljeni ioni ili fotonski sustavi).
- Tehnički izazovi: Postizanje visokovjerodostojnih vrata na velikoj skali ostaje primarna prepreka. Na primjer, u početku 2024. godine, www.ibm.com izvještava o vjerodostojnosti vrata koja premašuje 99% u nekim superprovodljivim qubitima, ali održavanje takvih performansi u većim, međusobno povezanim sustavima postaje sve teže. Prekomjerna međusobna smetnja, dekoherencija i greške curenja rastu kako se povećava broj qubita. Slično tome, www.ionq.com i www.quantinuum.com su demonstrirali visokovjerodostojna vrata u svojim arhitekturama s zarobljenim ionima, ali je skaliranje na stotine ili tisuće qubita uz kontrolu stope grešaka složeni izazov.
- Rizici i pouzdanost: Kvantna korekcija grešaka (QEC) ključna je za pouzdano kvantno računanje, ali zahtijeva značajnu resursnu potrošnju. Na primjer, logički qubiti — robusno kodirani koristeći mnogo fizičkih qubita — još uvijek su uglavnom eksperimentalni. www.rigetti.com i www.pasqal.com ulažu u strategije smanjenja grešaka i QEC, ali praktična, velikih razmjera QEC nije se očekuje da će biti široko primijenjena prije kraja 2020-ih.
- Diverzitet i integracija hardvera: Krajolik kvantnog upravljanja fragmentiran je, s različitim pristupima (npr. www.psiquantum.com fokusira se na fotoniku, www.delft.cqt.nl na spin qubite). Ova raznolikost otežava standardizaciju i integraciju s klasičnim sustavima, podižući rizike interoperabilnosti i opskrbnog lanca.
- Komercijalizacija i perspektiva: Unatoč izazovima, veliki igrači napreduju prema praktičnoj kvantnoj prednosti. quantumai.google i www.ibm.com ciljali su značajne prekretnice do 2026.–2028., kao što su kvantni krugovi s korekcijom grešaka i pristupni kvantni procesori. Suradnje s industrijom i nacionalnim laboratorijima ubrzavaju istraživanje, no široka komercijalna primjena vrata otpornih na greške ne očekuje se prije druge polovice desetljeća.
U sažetku, iako tehnologije kvantnog upravljanja čine značajne korake u 2025. godini, polje se suočava s značajnim tehničkim i pouzdanim rizicima. Sljedećih nekoliko godina vjerojatno će vidjeti postupna poboljšanja u vjerodostojnosti vrata, smanjenju grešaka i skalu sustava, dok će pravo kvantno računanje tolerantno na greške ostati srednjoročni cilј.
Izvori i reference
- quantumai.google
- www.ibm.com
- ionq.com
- www.quantinuum.com
- www.psi.ch
- xanadu.ai
- www.rigetti.com
- psi.tech
- www.euroquic.org
- www.ionq.com
- quantinuum.com
- www.xanadu.ai
- www.infineon.com
- www.americanelements.com
- quantum.ieee.org
- www.itu.int
- quantum.microsoft.com
- www.microsoft.com
- www.toshiba.co.jp
- www.pasqal.com
