Kubit to pojęcie abstrakcyjne — w praktyce trzeba go zbudować z czegoś fizycznego: obwodu elektrycznego, atomu, jonu albo cząstki światła. Każda z tych dróg ma swoje plusy i minusy, a wyścig o najlepszą technologię wciąż trwa. Zanim przejdziemy do konkretów, warto poznać najważniejszy podział: na komputery bramkowe i adiabatyczne.
Dwa modele obliczeń: bramki vs wyżarzanie
Komputery bramkowe działają jak klasyczne procesory: program to sekwencja operacji (bramek) wykonywanych na kubitach krok po kroku. To model uniwersalny — teoretycznie da się na nim uruchomić każdy algorytm kwantowy, od łamania szyfrów po symulacje chemiczne. Tę drogę wybrały IBM, Google, IonQ, Quantinuum i większość branży.
Komputery adiabatyczne (w praktyce: wyżarzacze kwantowe, ang. quantum annealers) nie wykonują programu krok po kroku. Zamiast tego problem zapisuje się jako „krajobraz energetyczny”, w którym najgłębsza dolina odpowiada najlepszemu rozwiązaniu — a układ kwantowy w naturalny sposób do niej spływa, korzystając m.in. z tunelowania przez „górki”, których klasyczna kulka nie pokonałaby. Analogia: zamiast liczyć trasę przez labirynt, wylewamy na niego wodę i patrzymy, którędy spłynie. Ten model nie jest uniwersalny — nadaje się głównie do optymalizacji — ale za to działa już dziś na dużą skalę: maszyny D-Wave Advantage mają ponad 5000 kubitów.
Z czego buduje się kubity bramkowe?
Kubity nadprzewodzące (IBM, Google, Rigetti)
Miniaturowe obwody elektryczne schłodzone do ok. 0,015 kelwina — zimniej niż w kosmosie. Zalety: szybkie operacje i produkcja zbliżona do technologii chipowej. Wady: gigantyczna lodówka (kriostat), krótki czas życia stanu kwantowego i konieczność okablowania każdego kubitu. To dziś najdojrzalsza technologia — procesory IBM serii Heron i Google Willow to właśnie nadprzewodniki.
Pułapki jonowe (IonQ, Quantinuum)
Kubitem jest pojedynczy naładowany atom unoszący się w próżni, sterowany laserami. Zalety: kubity idealnie identyczne, rekordowo niska liczba błędów i długi czas życia stanu. Wady: operacje są wolniejsze, a skalowanie do tysięcy kubitów trudne. Maszyny Quantinuum regularnie biją rekordy jakości obliczeń.
Atomy neutralne (QuEra, Pasqal, Atom Computing)
Setki atomów utrzymywanych „pęsetami optycznymi” z laserów. Technologia młodsza, ale szybko rosnąca — pozwala układać kubity w elastyczne siatki i skalować ich liczbę do tysięcy. Europejski czempion to francuski Pasqal.
Fotony (PsiQuantum, Xanadu)
Kubitem jest cząstka światła biegnąca w układzie scalonym. Zalety: działa w temperaturze pokojowej (chłodzenia wymagają tylko detektory) i naturalnie łączy się ze światłowodami. Wady: fotony łatwo „zgubić”, a zmuszenie ich do interakcji jest trudne. PsiQuantum buduje od razu maszynę z milionami kubitów fotonicznych — to zakład „wszystko albo nic”.
Kubity topologiczne (Microsoft)
Najbardziej ryzykowna droga: kubity z egzotycznych stanów materii (tzw. fermiony Majorany), które z natury miałyby być odporne na błędy. Microsoft ogłosił w 2025 roku procesor Majorana 1, choć część środowiska naukowego wciąż dyskutuje nad interpretacją wyników. Jeśli podejście zadziała, korekcja błędów stanie się znacznie tańsza.
Porównanie w pigułce
| Technologia | Główni gracze | Mocna strona | Słaba strona |
|---|---|---|---|
| Nadprzewodniki | IBM, Google, Rigetti | szybkość, dojrzałość | ekstremalne chłodzenie, szum |
| Pułapki jonowe | IonQ, Quantinuum | najniższe błędy | wolne bramki, skalowanie |
| Atomy neutralne | QuEra, Pasqal | skalowalność, elastyczność | młoda technologia |
| Fotony | PsiQuantum, Xanadu | temperatura pokojowa, sieci | utrata fotonów |
| Topologiczne | Microsoft | wbudowana odporność na błędy | wciąż nie w pełni potwierdzone |
| Wyżarzanie (adiabatyczne) | D-Wave | tysiące kubitów już dziś | tylko optymalizacja |
Którą technologię obstawiać? Nikt tego dziś nie wie — i właśnie dlatego duzi gracze chmurowi (AWS Braket, Azure Quantum) oferują dostęp do wielu typów maszyn naraz, a inwestorzy rozkładają zakłady na całe portfolio podejść.