Kde se kvantové počítače nacházejí dnes

Kvantové počítače jsou zatím ve fázi, kterou odborníci často označují jako NISQ – tedy zařízení s „šumem“ a omezeným počtem qubitů, jež ještě nejsou plně opravované proti chybám. To znamená, že současné stroje zvládají jen úzce vymezené úlohy a ve většině běžných výpočtů klasické počítače stále jednoznačně vítězí. Přesto se tempo vývoje zrychluje.

IBM v roce 2023 představila kvantový procesor Condor s 1 121 qubity, Google, IonQ, Rigetti nebo Quantinuum zase testují různé přístupy od supravodivých obvodů po iontové pasti. Nejde ale jen o počet qubitů. Klíčová je také jejich kvalita, koherence, propojení a hlavně chybovost. Právě ta rozhodne, zda kvantový výpočet bude použitelný v praxi, nebo zůstane laboratorní demonstrací.

Podle odhadů analytiků z McKinsey nebo BCG se komerční trh s kvantovými technologiemi bude v příštích letech rychle rozšiřovat, ale většina hodnoty bude ještě nějakou dobu vznikat spíše v softwaru, cloudových službách a poradenských projektech než v masovém nasazení vlastních kvantových počítačů ve firmách.

Proč kvantový výkon není jen „rychlejší počítač“

Jednou z nejčastějších chyb v debatě o kvantových počítačích je představa, že jde o prostě výkonnější verzi dnešních serverů. Ve skutečnosti fungují úplně jinak. Klasický bit má hodnotu 0 nebo 1, zatímco qubit může být v superpozici obou stavů současně. Díky tomu mohou kvantové algoritmy u některých typů problémů prozkoumávat obrovské množství možností paralelně.

To ale neznamená, že kvantový stroj urychlí vše. Největší potenciál má tam, kde je třeba simulovat kvantové systémy, optimalizovat extrémně složité kombinace nebo pracovat s určitými typy kryptografie. Typickými kandidáty jsou:

• farmacie a chemie – simulace molekul a vývoj nových látek,
• finance – optimalizace portfolií a řízení rizik,
• logistika – plánování tras, skladů a dodavatelských řetězců,
• výroba – optimalizace procesů a materiálů,
• kyberbezpečnost – dopady na šifrování a nové bezpečnostní modely.

Právě v těchto oblastech firmy sledují kvantové technologie nejpozorněji. Ne proto, že by je chtěly nahradit klasickými počítači, ale protože i malé zlepšení v optimalizaci může znamenat milionové úspory.

Jaké firmy už kvantové počítače zkoušejí

První komerční využití už existuje, i když zatím spíše v pilotních projektech než v plném provozu. Velké banky jako JPMorgan Chase, BBVA nebo HSBC testují kvantové algoritmy pro modelování portfolií a rizik. Automobilky a logistické firmy zkoumají optimalizační úlohy, například plánování výroby nebo rozvoz zboží. Farmaceutické společnosti, včetně Roche nebo Merck, pracují na kvantových simulacích molekul, protože vývoj nového léku dnes trvá roky a stojí miliardy dolarů.

Velmi důležitá je i cloudová dostupnost. Firmy dnes nemusí vlastnit vlastní kvantový hardware, aby si s ním vyzkoušely práci. IBM, Amazon Web Services, Microsoft Azure i Google Cloud nabízejí přístup ke kvantovým procesorům přes internet. To snižuje vstupní bariéru a umožňuje firmám experimentovat bez investic do drahé infrastruktury.

Podle údajů společnosti IDC rostou firemní výdaje na kvantové technologie dvouciferným tempem ročně. Většina rozpočtů zatím míří na výzkum a vývoj, školení specialistů a pilotní testy. Běžná firma si kvantový počítač zatím nekupuje proto, aby na něm spouštěla účetnictví nebo CRM. Hledá konkrétní problém, kde může být přínos měřitelný.

Kdy se z laboratoře stane běžný firemní nástroj

Odpověď na otázku, kdy se kvantový výpočet stane běžnou součástí podnikových procesů, se liší podle toho, co přesně máme na mysli. Pokud jde o přístup ke kvantovým službám přes cloud, už nyní je dostupný. Pokud ale mluvíme o skutečně spolehlivém a široce použitelném komerčním výkonu, který zvládne přesvědčivě porazit klasické systémy v reálných byznysových úlohách, většina expertů čeká spíše horizont 5 až 15 let.

Nejrychleji mohou uspět obory, kde jsou výpočty velmi specifické a kde i částečné zrychlení přináší peníze. To je například výzkum nových materiálů, vývoj léčiv nebo některé typy finanční optimalizace. Naopak plošné nasazení ve středně velkých firmách bude pomalejší, protože často nebudou mít ani vhodný problém, ani interní know-how.

Klíčovou překážkou je kvantová korekce chyb. Aby byl kvantový počítač skutečně praktický, musí být schopen provádět dlouhé výpočty bez toho, aby se ztrácela přesnost. To vyžaduje mnohem více fyzických qubitů, než kolik je dnes k dispozici. Odborníci hovoří o tom, že pro jeden kvalitní „logický“ qubit může být potřeba řádově stovka až tisíce fyzických qubitů podle technologie a úrovně chybovosti.

Kolik to bude stát a kdo si to bude moci dovolit

Cena bude jedním z rozhodujících faktorů. V dohledné době se kvantový výkon pravděpodobně nebude prodávat jako samostatný hardware pro běžné firmy, ale jako cloudová služba nebo součást hybridních výpočetních platforem. To je podobný model, jaký dnes firmy znají například u umělé inteligence nebo vysokovýkonného výpočtu.

U menších podniků se proto očekává spíš nepřímý přístup: software dodaný specializovaným partnerem, konzultační projekt nebo platforma, která propojí klasické a kvantové výpočty. Cena bude záviset na tom, jak náročný výpočet firma potřebuje a jak často jej bude používat. U prvních komerčních scénářů půjde pravděpodobně o desítky tisíc až statisíce dolarů ročně za specializované služby, nikoli o masově dostupný produkt za běžnou IT licenci.

Další otázkou je návratnost. Kvantové řešení bude dávat smysl jen tehdy, když ušetří čas, materiál nebo peníze v řádu, který převýší náklady na integraci a odborníky. Proto budou prvními zákazníky velké korporace s vysokým rozpočtem na inovace, nikoli menší regionální podniky.

Co musí firmy udělat už dnes

Pro běžné firmy je nejdůležitější nečekat na den, kdy se kvantové počítače stanou „hotovým produktem“, ale začít se připravovat postupně. To neznamená nakupovat drahý hardware. Znamená to sledovat oblasti, kde by kvantový přínos mohl být reálný, a budovat základní kompetence.

• mapovat procesy, které jsou výpočetně náročné nebo silně optimalizační,
• zvyšovat datovou kvalitu, protože bez dobrých dat nebude fungovat ani kvantový ani klasický model,
• spolupracovat s univerzitami a technologickými partnery,
• vzdělávat IT týmy v hybridních výpočetních přístupech,
• sledovat dopady na bezpečnost, zejména na šifrování a správu citlivých dat.

Velké téma představuje také postkvantová kryptografie. Národní institut pro standardy a technologie v USA už vybral první algoritmy, které mají nahradit dnešní šifrovací metody odolné vůči budoucím kvantovým útokům. Pro firmy to znamená, že se na změnu musí připravovat už nyní, i když samotné kvantové počítače pro prolomení současného šifrování ještě nejsou dostatečně vyspělé.

Budoucnost kvantového výpočetního výkonu pro běžné firmy tak nebude jednorázový zlom, ale postupný přechod. Nejprve přes cloud, pak přes specializované aplikace a teprve později možná jako standardní součást firemního IT. Rozhodující bude, zda se z dnešních experimentů podaří vytvořit nástroj, který v konkrétních úlohách prokazatelně přinese rychlejší výsledky, nižší náklady a lepší rozhodování než klasické systémy.