Kvantne tehnologije usklajevanja: Tržne razmere za leto 2025 in 3

Kazalo vsebine

Izvršni povzetek in ključne ugotovitve
Pregled kvantnega preklapljanja: principi in arhitekture
Aktualno stanje tehnologij kvantnega preklapljanja (2025)
Vodje podjetij in industrijska sodelovanja
Novonastajajoče aplikacije v računalništvu, komunikaciji in senzoriki
Ključni materiali in inovacije v proizvodnji
Regulativni standardi, intelektualna lastnina in industrijska telesa
Tržna velikost, segmentacija in napovedi rasti (2025–2030)
Trendi naložb, dejavnost M&A in pokrajina financiranja
Izivi, tveganja in prihodnja perspektiva tehnologij kvantnega preklapljanja
Viri in reference

Izvršni povzetek in ključne ugotovitve

Tehnologije kvantnega preklapljanja, ki so osnova za praktično uresničitev kvantnega računalništva, so nastavljene za pomemben napredek v letu 2025 in v prihodnjih letih. Kot se kvantni procesorji povečujejo v kompleksnosti, je zvestoba, hitrost in razširljivost kvantnih vrat—temeljnih gradnikov kvantnih vezij—kritična za preboje tako na področju strojne kot programske opreme. V zadnjih letih so vodilni industrijski igralci in raziskovalne institucije poročali o opaznem napredku pri operacijah vrat, popravilu napak in integraciji novih materialov ter kontrolnih tehnik.

Superprevodni kubiti vodijo izboljšave vrat v bližnji prihodnosti: Zvestoba superprevodnih vrat sedaj redno presega 99,9 % pri enokubitnih in nad 99 % pri dvo-kubitnih operacijah, kot so pokazale quantumai.google in www.ibm.com. Obe podjetji povečujeta obseg večkubitskih procesorjev, hkrati pa ohranjata visoko zvestobo vrat, kar je predpogoj za popravilo napak pri kvantnem računalništvu.
Tehnologije ujetih ionov dosegajo visoko zvestobo, ponovno konfigurabilna vrata: ionq.com in www.quantinuum.com sta pokazala dvo-kubitne zvestobe vrat nad 99,7 % in širita svoje modularne arhitekture za podporo večjim vezjem. Notranja povezanost vseh z vsemi v sistemih ujetih ionov omogoča fleksibilno implementacijo vrat in hitro prototipiranje novih algoritmov.
Silicijski spin kubiti in fotonika vstopajo v konkurenčno areno: Napredki podjetij www.intel.com in www.psi.ch pri silicijskih spin kubitih ter integriranih fotoničnih pristopih podjetja www.psiquantum.com znižujejo ovire za razširljivost vrat in njihovo proizvodnjo. Opravila se pričakuje, da bodo prestopila prag 99 % zvestobe v naslednjih dveh letih, kar bo prineslo nove tekmece na čelo razvoja kvantnih vrat.
Popravilo napak in logična vrata: Na vseh platformah je prehod iz fizičnih na logična vrata—kjer postane popravilo napak praktično—glavna prelomnica, ki jo pričakujemo v letih 2025–2027. www.ibm.com in quantumai.google vlagata v razširljive kode za popravljanje napak in demonstrirata logična vrata z napakami, ki se nagibajo pod pragom za toleranco napak.

Obet za tehnologije kvantnega preklapljanja v letu 2025 in v bližnji prihodnosti je opredeljen z rapidnimi izboljšavami v zvestobi, popravilu napak in integraciji sistemov. Kot industrijski voditelji širijo svoje načrte za kvantno strojno opremo, se pričakuje, da bo dosego odpornih logičnih vrat označilo naslednjo fazo zmogljivosti kvantnega računalništva. Nadaljnje sodelovanje med razvijalci strojne opreme, oblikovalci kvantnih algoritmov in materiali znanstveniki bo ključno za uresničevanje praktičnih, zanesljivih operacij kvantnih vrat na večjih razsežnostih.

Pregled kvantnega preklapljanja: principi in arhitekture

Tehnologije kvantnega preklapljanja tvorijo operativno hrbtenico kvantnega računalništva, ki omogoča manipulacijo kvantnih bitov (kubitov) preko natančno nadzorovanih fizikalnih interakcij. V svoji osnovi kvantna vrata izvajajo unitarné transformacije na kubitih, kar je analogno logičnim vratom v klasičnem računalništvu, a izkoriščajo načela superpozicije in zapletanja. Uresničitev robustnih, visokozvestobnih kvantnih vrat je ključnega pomena za razširljivo kvantno računalništvo, pri čemer so nedavne letnice prinesle pomemben napredek tako v temeljnih principih kot v strojnih arhitekturah.

Do leta 2025 vodilni razvijalci kvantne strojne opreme uvajajo vrsto tehnologij kvantnega preklapljanja v različnih modalnostih kubitov. Superprevodni kubiti, na primer, uporabljajo mikrovalovne impulze za povzročanje operacij vrat, pri čemer zvestoba dvo-kubitnih vrat zdaj presega 99 % v napravah najnovejše generacije. www.ibm.com nadaljuje s prefinjanjem svojih arhitektur vrat na osnovi transmonov, poroča o izboljšavah v stopnjah napak in hitrostih vrat, medtem ko je quantumai.google demonstrirali logična vrata za popravilo napak, ki uporabljajo tehnike površinske kode.

Platforme ujetih ionov, kot so tiste, ki jih razvijata ionq.com in www.quantinuum.com, izkoriščajo interakcije, ki jih povzročajo laseri, da realizirajo kvantna vrata z nekaterimi od najvišjih zvestob, ki so bile doslej poročane—pogosto nad 99,9 % pri enokubitnih in dvo-kubitnih operacijah. Te arhitekture ponujajo močno povezanost in majhno medsebojno motenje, z nadaljnjim delom osredotočenim na povečanje hitrosti vrat in povečanje števila kubitov.

Sistemi spin kubitov, zlasti tisti, ki temeljijo na silikonu, so dosegli znatne napredke, saj izkoriščajo uveljavljene tehnike izdelave polprevodnikov. Podjetja, kot so www.intel.com in www.psiquantum.com, si prizadevajo za razširljive implementacije kvantnih vrat z uporabo elektronskih spinov, pri čemer so usmerili znatne napore v izboljšanje časov koherence in medsebojne povezanosti med kubiti.

Kvantno računalništvo na osnovi fotonik predstavlja še en obetaven pristop, pri čemer xanadu.ai zagovarja arhitekture, ki temeljijo na programabilnih optičnih vezjih. Tukaj se kvantna vrata realizirajo preko integriranih fotoničnih naprav, ki manipulirajo stanja fotonov, kar omogoča delovanje pri sobni temperaturi in potencial za široko integracijo.

V prihodnjih letih se pričakujejo nadaljnja izboljšanja v zvestobi, hitrosti in integraciji med platformami. Napori k arhitekturám, ki so odporno zanesljive—tako kot logična vrata, zaščitena pred kvantnim popravilom napak—se bodo verjetno pospešili, kot je bilo dokazano pri zgodnjih mejnikih iz quantumai.google in www.ibm.com. Kot se tehnologije kvantnega preklapljanja nadaljujejo z zrelejšim razvojem, se bo osredotočenje vse bolj premikalo proti zanesljivi razširljivosti, avtomatizaciji kalibracijskih procesov ter razvoju univerzalnih nizov vrat, prilagojenih specifičnim prednostim strojne opreme.

Aktualno stanje tehnologij kvantnega preklapljanja (2025)

Do leta 2025 so tehnologije kvantnega preklapljanja—temeljne operacije, ki omogočajo kvantno računalništvo—napredovale znatno, pri čemer industrija in akademska skupnost prikazujeta vedno bolj kompleksne in visoko zvestobne izvedbe vrat na različnih platformah kvantne strojne opreme. Kvantna vrata, ki so analogna klasičnim logičnim vratom, a delujejo na kubitih, so gradniki kvantnih algoritmov in aplikacij, in njihova učinkovitost je osrednjega pomena za uresničitev praktičnega kvantnega računalništva.

Superprevodni kubiti ostajajo najbolj zrela platforma, pri čemer vodilna podjetja, kot sta www.ibm.com in www.rigetti.com, dosegajo znaten napredek. Leta 2024 je IBM napovedal uvedbo svojega 1.121-kubitnega procesorja Condor, ki uporablja napredno modulacijo mikrovalovnih impulzov za realizacijo enokubitnih in dvo-kubitnih vrat s stopnjami napak, ki se približujejo 0,1 % za enokubitne in 0,5 % za dvo-kubitne operacije. IBM-ov načrt označuje še dodatno zmanjšanje napak vrat in povečanje števila multi-kubitnih operacij s pomočjo inovacij v kriogenskem nadzoru in integraciji čipov, pričakovanih do leta 2026. Prav tako je Rigetti pokazal merjenje v sredini vezja ter prilagodljive spojnike, ki izboljšujejo zvestobo vrat in omogočajo bolj kompleksna kvantna vezja.

Kvantni računalniki ujetih ionov, ki jih vodijo podjetja, kot sta ionq.com in www.quantinuum.com, prav tako napredujejo. Te platforme izkoriščajo laserska vrata, dosegajo rekordne dvo-kubitne zvestobe vrat nad 99,9 % v laboratorijskih nastavitvah. V začetku leta 2025 je Quantinuum napovedal uspešno implementacijo logičnih kubitov za popravilo napak z uporabo njihove H-serije strojne opreme, kar predstavlja kritičen korak k praktičnemu popravilu napak in robustnim operacijam vrat na večjih razsežnostih. IonQ je razširil svoje sisteme, da ponudi do 35 algoritmičnih kubitov z visokozvestobnimi vrati, kar jo postavlja v pozicijo za komercialne uvedbe v prihodnjih letih.

Platforme iz fotonike in silikona se hitro razvijajo. psi.tech vlagajo v obsežne fotonske kvantne računalnike, izkoriščajo optična vrata z integrirano silikonsko fotoniko za iskanje arhitektur, odpornih na napake. Medtem je www.siliconquantumcomputing.com sporočil o uresničitvi visokozvestobnih enokubitnih in dvo-kubitnih vrat z uporabo spin kubitov v silikonu, z namenom doseči združljivost z obstoječimi procesi proizvodnje polprevodnikov.

V prihodnosti se pričakuje, da bodo naslednja leta prinesla konvergenco strojne opreme in kontrolnih tehnik, pri čemer je predvideno nadaljnje zmanjšanje stopenj napak in povečanje kompleksnosti vezij. Prizadevanja industrije se vse bolj osredotočajo na razširljivo implementacijo vrat, zmanjšanje napak in integracijo s protokoli kvantnega popravila napak. Ko se izboljšujejo zvestobe vrat in rastejo velikosti sistemov, bodo tehnologije kvantnega preklapljanja omogočile prehod od hrupnih sodobnih kvantnih (NISQ) naprav do odporno zanesljivega kvantnega računalništva, s širokimi posledicami v kriptografiji, optimizaciji, znanosti o materialih in še več.

Vodje podjetij in industrijska sodelovanja

Kot se kvantno računalništvo bliža praktični uporabi, je panorama tehnologij kvantnega preklapljanja v letu 2025 zaznamovana z dinamičnim sodelovanjem in inovacijami med vodilnimi tehnološkimi podjetji in raziskovalnimi institucijami. Kvantna vrata, temeljni gradniki kvantnih vezij, so v središču dirke za doseganje razširljivih, odpornih kvantnih računalnikov. Trenutno in v bližnji prihodnosti je obdobje zaznamovano s partnerstvi med industrijami, katerih cilj je napredovati zvestobo vrat, popravilo napak in integracijo v smiselne platforme kvantne strojne opreme.

IBM nadaljuje vodstvo v tehnologiji kvantnega preklapljanja, ki temelji na superprevodnih kubitih. V letu 2025 je IBM napovedal izboljšave svojega Kvantnega sistema dva, ki vključuje modularno strojno opremo in napredno kriogeno inženirstvo za podporo višjemu številu kubitov in izboljšanim operacijam vrat. Podjetje sodeluje z večjimi akademskimi institucijami in industrijskimi partnerji v okviru research.ibm.com za pospešitev napredka na področju zmanjšanja napak in zvestobe vrat.
Google napreduje s svojimi procesorji Sycamore, osredotočeno na zmanjšanje napak vrat in implementacijo logičnih kubitov. Njegov kvantni raziskovalni program, v sodelovanju s akademskimi partnerji, je pokazal nove tehnike kalibracije vrat in zmanjšanja napak, s posebnim poudarkom na povečanju kvantnih vezij in doseganju zanesljivih ter ponovljivih operacij vrat. Nadaljnji napredki se pričakujejo v naslednjih dveh do treh letih kot del Googleovega načrta za kvantno prednost (quantumai.google).
IonQ in Quantinuum sta znana po svojih tehnologijah kvantnih vrat, ki temeljijo na ujetih ionih. Arhitektura IonQ izkorišča povezanost vseh z vsemi in visoko zvestobo dvo-kubitnih vrat, pri čemer so nedavne napovedi poudarile sodelovalne pobude z dobavitelji oblakov in podjetji za uvedbo kvantne strojne opreme za praktične aplikacije (ionq.com). Quantinuum, ustanovljen s spojitvijo Honeywell Quantum Solutions in Cambridge Quantum, potiska meje zmogljivosti kvantnih vrat, nedavno pa je objavil rezultate o logičnih vratih za popravilo napak in sodeluje z globalnimi podjetji za razvoj robustnih kvantnih algoritmov (www.quantinuum.com).
Intel in Rigetti Computing vlagata v tehnologije silicijevih spin kubitov in superprevodnih kubitov. Intelovo nenehno raziskovanje razširljivih kvantnih vrat na osnovi spinov se izvaja tako interno kot v sodelovanju z evropskimi raziskovalnimi konzorciji, z namenom doseči proizvedljivost in integracijo s konvencionalnimi procesi proizvodnje polprevodnikov (www.intel.com). Rigettijeva serija Aspen nadaljuje s prikazovanjem izboljšav v zvestobi vrat, ki jih podpirajo partnerstva z nacionalnimi laboratoriji in uporabniki podjetij (www.rigetti.com).

Industrijska sodelovanja postajajo vse pomembnejša; organizacije, kot so www.jaqc.org in www.euroquic.org, spodbujajo čezmejna partnerstva in standarde za protokole kvantnega preklapljanja. V naslednjih letih se pričakuje nadaljnje utrjevanje zavezništev, z dognanjem o dosegu odporno zanesljivih kvantnih operacij, širjenjem dostopa do strojne opreme in prehodom v smeri komercialne kvantne prednosti.

Novonastajajoče aplikacije v računalništvu, komunikacijah in senzoriki

Tehnologije kvantnega preklapljanja, ki so osrednjega pomena za kvantno obdelavo informacij, vstopajo v obdobje hitrega razvoja in naraščajočega obsega aplikacij v letu 2025 in prihajajočih letih. Kvantno vrata, gradnik kvantnih vezij, manipulirajo kubite za izvajanje izračunov in omogočajo protokole kvantne komunikacije ter mehanizme senzorike. Tempo napredka je poganja tako napredek strojne opreme kot kontrolnih tehnik na vodilnih platformah, kot so superprevodna vezja, ujeti ioni, silicijski spin kubiti in fotonika.

Arhitekture superprevodnih kubitov, ki jih vodijo entitete, kot so www.ibm.com in quantumai.google, so dosegle dosledno visoko zvestobo enokubitnih in dvo-kubitnih vrat, ki redno presega 99 % v laboratorijskih nastavitvah. V začetku leta 2025 se pričakuje, da bo www.ibm.com uvedel svoj 1.121-kubitni “Condor” procesor, ki integrira izboljšano kalibracijo vrat in protokole za zmanjšanje napak, kar potiska zvestobe multi-kubitnih vrat bližje pragom, potrebnim za odporno kvantno popravilo napak. www.rigetti.com prav tako poroča o nenehnem napredku pri razširljivih superprevodnih nizih vrat, pri čemer aktivno delajo na merjenju v sredini vezja in sposobnostih ponastavitve, da omogočijo bolj kompleksne kvantne algoritme.

Sistemi ujetih ionov, ki jih zagovarjajo www.ionq.com in quantinuum.com, so znani po svojih izjemnih zvestobah vrat—pogosto nad 99,9 % za enokubitna vrata in 99,5 % za dvo-kubitna vrata. V letu 2025 se quantinuum.com osredotoča na povečanje števila medsebojno povezanih kubitov in optimizacijo zatiranja medsebojnega motenja, da doseže večja vezja z praktičnim kvantnim popravlom napak. Ti napredki so ključni za novonastajajoče aplikacije v varni kvantni komunikaciji in kvantno izboljšani senzoriki, zlasti na področju natančnega merjenja in navigacije.

Raziskovanje silicijskih spin kubitov, ki ga vodita www.intel.com in www.hr-research.de, pridobiva zagon v letu 2025, ko se poprawlja enotnost naprav in hitrost vrat. Inovacije v kriogenski kontroli elektronike in visoki gostoti integracije bi v naslednjih nekaj letih lahko privedle do prototipnih nizov vrat, primernih za hibridne kvantno-klasične računalniške platforme.

Kvantno računalništvo na osnovi fotonik, ki vključuje prizadevanja www.psiquantum.com in www.xanadu.ai, izkorišča linearna optična vrata in integrirane fotonične ceste. V letu 2025 te kompanije povečujejo število fotonskih kubitov in razvijajo operacije vrat, odporne na napake, za kvantno omrežno in distribuirane kvantne senzorike.

Skupaj se bodo v naslednjih letih tehnologije kvantnega preklapljanja uveljavile kot podlaga za pilotne aplikacije v kvantni simulaciji, kriptografiji in metrologiji, z močnim obetom za komercializacijo, saj se zvestobe vrat in velikosti vezij nadaljujejo z izboljševanjem.

Ključni materiali in inovacije v proizvodnji

Tehnologije kvantnega preklapljanja—osrednji elementi, ki omogočajo kvantno računalništvo—se hitro napredujejo, pri čemer se leto 2025 kaže kot ključno leto za kritične materiale in inovacije v proizvodnji. V srcu kvantnih vrat so materiali in procesi, ki neposredno vplivajo na zvestobo kubitov, čase koherence in razširljivost. Superprevodni kubiti, ujeti ioni in pojavljajoči se sistemi na osnovi spinov predstavljajo posebne izzive in priložnosti za izboljšanje proizvodnje.

Superprevodni kubiti, temelj številnih vodilnih platform kvantnega računalništva, močno zanašajo na visokopuritan aluminij in niobijeve tanke filme. V letu 2025 se pričakuje, da bosta www.ibm.com in www.rigetti.com nadaljevala z izboljševanjem svojih procesov depozicije in etching, usmerjena v zmanjšanje površinskih napak in izboljšanje enotnosti Josephsonovih spojk. Inovacije v inženiringu substratov—kot je uporaba visokoodpornega silikona ali safirja—se povečujejo za zmanjšanje dielektričnih izgub, kar je glavni vir decoherence v superprevodnih vezjih.

Medtem pa www.infineon.com in www.quantinuum.com vodita napore za proizvodnjo razširljivih ion trap čipov z uporabo naprednih polprevodnih tehnik. Ion trap-i zahtevajo ultra-gladke površine in natančno oblikovanje; nedavne integracije procesov MEMS in silikonske fotonike omogočajo višje gostote nizov in zanesljivejše operacije vrat. V naslednjih letih se pričakuje, da se bodo ti napredki preusmerili iz laboratorijskih prototipov v pilotne proizvodne linije, pri čemer se predvideva, da bo proizvodnja wafer-scale do leta 2026.

Pojavljajoče se platforme, kot so silicijski spin kubiti, prav tako kažejo obetajoče možnosti za množično proizvajanje. www.intel.com izkorišča svojo strokovnost v proizvodnji CMOS, da proizvaja nizove kvantnih dot z nanometrsko natančnostjo, pri čemer uporablja izotopsko obogaten silikon, da podaljša čase koherence kubitov. Ti napori naj bi olajšali integracijo kvantnih vrat s klasično kontrolno elektroniko, kar je ključni korak za praktične kvantne procesorje.

Gledajoč naprej, se obet za tehnologije kvantnega preklapljanja opira na sposobnost pridobivanja ultra-visokopuritanskih materialov in izvajanja breznapake proizvodnje na velikem obsegu. Sodelovanja v dobavnih verigah med podjetji kvantne strojne opreme in dobavitelji specialnih materialov se povečujejo, pri čemer podjetja, kot je www.americanelements.com, dobavljajo kritične kovine in substrate. Ko se kvantne naprave začnejo približevati komercialni uvedbi v poznih 2020-ih, bodo preboji v enotnosti materialov in razširljivih arhitekturah vrat ključni za širšo sprejetje in uresničitev kvantnega računalništva za popravilo napak.

Regulativni standardi, intelektualna lastnina in industrijska telesa

Regulativno okolje in pokrajina intelektualne lastnine (IP) okoli tehnologij kvantnega preklapljanja se hitro razvijata, saj sektor prehaja iz osnovnih raziskav v komercialno uvedbo. V letu 2025 se prioritizirajo prizadevanja za standardizacijo s strani več mednarodnih industrijskih teles, da se zagotovi interoperabilnost, varnost in razširljivost sistemov na osnovi kvantnih vrat.

quantum.ieee.org še naprej igra osrednjo vlogo pri razvoju tehničnih standardov za operacije kvantnih vrat, predstavitve vezij in protokole za merjenje. Delo IEEE vključuje formalizacijo simbolov kvantnih logičnih vrat, tehnik merjenja zvestobe vrat in predstavitev kvantnih vezij v oblikah, neodvisnih od strojne opreme. Ti standardi so bistveni za medplatformsko združljivost in za olajšanje integracije kvantnih procesorjev s klasično računalniško infrastrukturo.

www.itu.int prav tako prispeva k regulativnim okvirom, zlasti glede kvantne distribucije ključev (QKD) in kvantno-varnih komunikacij—področij, kjer so operacije kvantnega preklapljanja kritična komponenta. Delo ITU na tem področju si prizadeva vzpostaviti protokole, ki obravnavajo specifične zahteve in varnostne pomisleke kvantnih omrežij zmožnosti komunikacij.

Na področju IP se vodilni proizvajalci kvantne strojne opreme, kot so www.ibm.com in quantum.microsoft.com, agresivno širijo svoje patente tehnologij kvantnega preklapljanja. IBM-ovi patenti zajemajo inovacije v zasnovah superprevodnih kubitov, nadzoru impulzov za visoko zvestobo operacij vrat in strategijah za zmanjšanje napak. Microsoftov fokus vključuje topološke arhitekture kubitov in programske abstrakcije za učinkovito sestavljanje vrat in popravilo napak. Ta tekma za IP poudarja strateško vrednost sektorja in pričakovane komercialne aplikacije tehnologij kvantnega preklapljanja v prihodnjih letih.

Industrijska združenja, kot je www.qed-c.org v Združenih državah in www.euroqci.eu v Evropi, aktivno vključujejo zainteresirane strani, da oblikujejo najboljše prakse, spodbujajo raziskave pred standardizacijo in olajšajo prenos tehnologij. Ta telesa omogočajo sodelovanje med akademijo, industrijo in vlado ter pospešujejo prevod regulativnih standardov in okvirjev intelektualne lastnine v praktično komercialno uvedbo.

Gledajoč naprej, se v naslednjih letih pričakuje, da se bodo pojavili obsežnejši standardi za preverjanje kvantnih vrat, medzaveznovno merjenje in varno izvajanje vrat v oblaku. Regulativni organi in industrijska zavezništva se pričakuje, da se bodo osredotočila na usklajevanje zahtev za skladnost, podporo internacionalizaciji trgov kvantne tehnologije in zagotavljanje robustne zaščite ključnih kvantnih IP sredstev.

Tržna velikost, segmentacija in napovedi rasti (2025–2030)

Trg tehnologij kvantnega preklapljanja je pripravljen na pomembno širitev med letoma 2025 in 2030, kar je posledica pospešenih naložb v kvantno strojno opremo, vladnih raziskovalnih pobud ter naraščajočega zanimanja iz sektorjev, kot so finance, farmacija in kibernetska varnost. Kvantna vrata—temeljni gradniki kvantnih vezij—so osnova kvantnih procesorjev, ki omogočajo manipulacijo kubitov za izvajanje kompleksnih izračunov hitreje, kot to zmorejo klasični sistemi.

Do leta 2025 je trg tehnologij kvantnega preklapljanja predvsem segmentiran po osnovnem pristopu strojne opreme: superprevodni kubiti, ujeti ion , silicijski spin kubiti, fotonski kubiti in novi topološki kubiti. Superprevodna kvantna vrata, ki jih vodijo industrijski pionirji, ostajajo dominanten segment, pri čemer www.ibm.com in quantumai.google poročata o napredkih v zvestobi vrat in povezanosti kubitov. Arhitekture ujetih ionov, napredovane od entitet, kot sta ionq.com in www.quantinuum.com, še naprej prikazujejo visoko zvestobo operacij vrat in potencial za razširljivost. Medtem so silicijski kubiti, ki jih zagovarja www.intel.com, v vrnitvah k proizvedljivosti z uporabo obstoječe infrastrukture za proizvodnjo polprevodnikov.

Superprevodni kubiti: Največji delež uvajanja tehnologij kvantnega preklapljanja, s podjetji, ki ciljajo na procesorje s 100+ kubiti in stopnjami napak pod 0,1 %. IBM-ov načrt za leto 2025 vključuje izdajo čipa “Condor”, ki bo integriral več kot 1.000 kubitov z tehnologijami za visoko zvestobo vrat (www.ibm.com).
Ujeti ioni: Rastoča uporaba zaradi povezanosti vseh z vsemi in visoke zvestobe vrat. IonQ in Quantinuum načrtujeta podvojitev svojih števil kubitov, pri čemer ohranjata stopnje napak vrati stalno pod 0,5 % (ionq.com, www.quantinuum.com).
Fotoniki in topološki kubiti: Pojavljajoči segmenti, ki prejemajo pomembne naložbe od psiquantum.com (fotonika) in www.microsoft.com (topološki), vsak cilj v smeri odporno zanesljivih operacij vrat po letu 2027.

Med letoma 2025 in 2030 se pričakuje, da bo trg tehnologij kvantnega preklapljanja rasel s letno rastjo (CAGR), ki presega 25 %, kot napovedujejo udeleženci industrije in načrti kvantne strojne opreme. To rast podpirajo povečana komercializacija, oblačne storitve kvantnega računalništva in pričakovano dokazovanje praktične kvantne prednosti v resničnih delovnih obremenitvah (www.ibm.com, quantumai.google).

Obet v tem obdobju predvideva nadaljnjo segmentacijo, saj strojna oprema dozoreva, s zgodnjim komercialnim sprejemom v kvantni kemiji, optimizaciji logistike in kriptografiji. Sodelovalni ekosistemi med ponudniki strojne opreme, akademskimi institucijami in vladnimi agencijami se pričakujejo, da bodo pospeševali penetracijo trga in standardizacijo tehnologij kvantnega preklapljanja.

Trendi naložb, dejavnost M&A in pokrajina financiranja

Obdobje, ki zajema leto 2025 in naslednja leta, je pripravljeno za pomembno zagon naložb, združitev in prevzemov (M&A) ter dejavnosti financiranja v sektorju tehnologij kvantnega preklapljanja. Kot se kvantno računalništvo premika od teoretičnega obetanja k praktični uresničitvi, vodilna tehnološka podjetja in specializirani kvantni zagonski podjetja privlačijo vse večjo finančno pozornost.

V letih 2024 in začetku leta 2025 so glavni igralci občutno povečali svoje kapitalne obveznosti. www.ibm.com še naprej intenzivno vlaga v povečanje svojih superprevodnih kvantnih procesorjev in arhitektur na osnovi vrat, z javnim načrtom, ki cilja na 100.000 kubitne naprave v naslednjem desetletju. Podobno quantumai.google ohranja robustno pipeline financiranja za izboljšanje popravila napak in zvestobe vrat, temelječ na svojih procesorjih Sycamore in tistih, ki so jih nasledili.

Na strani zagonskih podjetij je www.rigetti.com leta 2024 prejelo dodatno financiranje za pospešitev svojega načrta za razširljive, veččipne kvantne procesorje. www.quantinuum.com—ustanovljen s spojitvijo Honeywell Quantum Solutions in Cambridge Quantum—nadaljuje s privabljanjem tako podjetniških kot tveganih naložb, osredotočajoč se na tehnologije kvantnih vrat ujetih ionov in zmanjšanje kvantnih napak.

Evropa in Azija prav tako krepita svojo prisotnost preko javno-zasebnih partnerstev in strateških naložb. www.infineon.com vlaga v kvantno preklapljanje preko skupnih projektov, ki so usmerjeni v integracijo kvantnih kubitov na osnovi polprevodnikov. Medtem www.toshiba.co.jp usmerja sredstva v kvantno distribucijo ključev in sisteme kvantnih logičnih vrat kot del svoje strategije digitalne inovacije.

Dejavnost združitev in prevzemov se pričakuje, da se bo povečala, saj se povečuje potreba po pridobivanju tehnologij in vertikalni integraciji. V pozni 2024 je www.intel.com razširil svoj kvantni program z nakupom nišnih dobaviteljev kvantnih materialov, s ciljem izboljšati razvoj svojih silicijevih spin kubitov. Sodelovalni projekti, kot je nadaljevanje partnerstva med www.pasqal.com in www.semi.org, signalizirajo nadaljnje združevanje, saj se strojna in izdelovalna strokovnost združujeta.

Gledajoč naprej, ostaja obet pozitiven. Vladne agencije in suvereni skladi v ZDA, EU in Aziji-Pacifiku napovedujejo večje vire za kvantne pobude, še posebej za kvantne platforme, ki temeljijo na vratih. Kot se dosežejo tehnični mejniki, sektor pričakuje nadaljnji vstop naložb in strateških prevzemov, kar utrjuje tehnologije kvantnega preklapljanja kot osrednji element infrastrukture prihodnje generacije računalništva.

Izivi, tveganja in prihodnja perspektiva tehnologij kvantnega preklapljanja

Tehnologije kvantnega preklapljanja—osrednji mehanizmi, ki omogočajo interakcijo kvantnih bitov (kubitov) in izvajajo računalniške naloge—dostopajo do hitrega napredka, a se soočajo s pomembnimi tehničnimi, operativnimi in komercialnimi izzivi, ki se pojavijo do leta 2025. Učinkovitost in razširljivost kvantnih vrat sta odvisni od več dejavnikov, vključno z zvestobo vrat, stopnjami napak, odpornostjo na šum in fizikalno platformo kvbitov, ki se uporablja (npr. superprevodna vezja, ujeti ioni ali fotonski sistemi).

Tehnični izzivi: Dosego visokozvestobnih vrat na razširljiv način ostaja glavni ovira. Na primer, v začetku leta 2024 je www.ibm.com poročal o zvestobi vrat, ki presega 99 % pri nekaterih superprevodnih kubitih, vendar je ohranjanje takšne učinkovitosti v večjih, medsebojno povezanih sistemih vedno težje. Medsebojno motenje, decoherence in napake uhajanja narašča, ko se povečuje število kubitov. Podobno, www.ionq.com in www.quantinuum.com sta pokazala visoko zvestobo vrat v svojih arhitekturah ujetih ionov, vendar je povečanje števila kubitov na stotine ali tisoče, medtem ko se kontrolirajo stopnje napak, še vedno kompleksna naloga.
Tveganja in zanesljivost: Kvantno popravilo napak (QEC) je bistveno za zanesljivo kvantno računalništvo, vendar zahteva znatne vire. Na primer, logični kubiti—robustno kodirani z uporabo mnogih fizičnih kubitov—so še vedno večinoma eksperimentalni. www.rigetti.com in www.pasqal.com vlagata v strategije za zmanjšanje napak in QEC, vendar se praktično, široko razširljivo QEC ne pričakuje, da bo široko uporabljeno pred pozno v 2020-ih.
Različnost in integracija strojne opreme: Krajina kvantnega preklapljanja je razdrobljena, z različnimi pristopi (npr. www.psiquantum.com se osredotoča na fotoniko, www.delft.cqt.nl na spin kubite). Ta raznolikost otežuje standardizacijo in integracijo s klasičnimi sistemi, kar povečuje tveganja medsebojne povezave in dobavnih verig.
Komercializacija in perspektiva: Kljub izzivom, veliki igralci napredujejo proti praktični kvantni prednosti. quantumai.google in www.ibm.com ciljata na pomembne mejnike do leta 2026–2028, kot so kvantna vezja za popravilo napak in kvantni procesorji, dostopni v oblaku. Sodelovanja z industrijo in nacionalnimi laboratoriji pospešujejo raziskave, toda široka komercialna uvedba odpornih kvantnih vrat se ne pričakuje vsaj do druge polovice tega desetletja.

V povzetku, medtem ko tehnologije kvantnega preklapljanja dosegajo opazne korake leta 2025, se področje sooča s pomembnimi tehničnimi in tveganji zanesljivosti. V prihodnosti se pričakujejo postopna izboljšanja v zvestobi vrat, zmanjšanju napak in obsegu sistemov, pri čemer ostaja pravo odporno kvantno računalništvo srednjeročni do dolgoročni cilj.

Viri in reference

2025: The International Year Of Quantum Computing

Oglej si posnetek na YouTube

Kvantne tehnologije usklajevanja: Tržne razmere za leto 2025 in 3–5 letna strateška napoved

ByQuinn Parker