IBM Quantum $IBM stojí v čele kvantové revoluce jako jeden z nejstarších a nejvýznamnějších hráčů na poli kvantových technologií. Od roku 2016, kdy zpřístupnila první kvantový počítač veřejnosti prostřednictvím cloudu, si společnost vybudovala pozici lídra s nejrozsáhlejší veřejně dostupnou sítí kvantových počítačů na světě. V listopadu 2024 IBM učinila další významný krok představením svého nejmodernějšího procesoru Heron a vylepšeného softwaru Qiskit, který posouvá hranice možností kvantových výpočtů.

Čím je IBM Quantum unikátní?

IBM se od konkurence odlišuje komplexním přístupem k celému kvantovému ekosystému. Zatímco většina firem se zaměřuje buď na hardware nebo software, IBM buduje celou vertikální strukturu - od fyzických kvantových čipů přes operační software až po cloud platformu pro distribuci výpočetní kapacity. Jako jeden z mála hráčů se může pochlubit jasnou a veřejnou roadmapou vývoje kvantových technologií až do roku 2033, se zaměřením na dosažení "kvantové výhody" a error-corrected kvantových systémů.

Technologický přístup

IBM Quantum využívá architekturu supravodivých qubitů, které pracují při teplotách blízkých absolutní nule (-273,15 °C). Jejich nejnovější procesor IBM Quantum Heron, uvedený v listopadu 2024, představuje zásadní posun v kvalitě kvantových výpočtů:

• 16krát lepší výkon než předchozí generace z roku 2022
• 25násobné zvýšení rychlosti zpracování
• Výrazné snížení chybovosti, což je klíčový parametr pro praktické využití

Proč supravodivé qubity?

IBM zvolila supravodivé qubity, protože umožňují relativně snazší kontrolu a manipulaci ve srovnání s některými alternativními přístupy. Jsou také lépe škálovatelné - lze je vyrábět pomocí upravených postupů z polovodičového průmyslu. Nevýhodou je potřeba extrémně nízkých teplot, což vyžaduje složité chladicí systémy. IBM však vidí výhody v tom, že jejich qubity mají větší fyzickou velikost než konkurenční technologie, což usnadňuje přesnou výrobu a snižuje variabilitu.

Aktuální stav vývoje:

Nejnovější úspěch IBM je schopnost procesoru Heron ve spojení se softwarem Qiskit přesně provádět určité kvantové obvody s až 5000 dvou-qubitovými operacemi. To je téměř dvojnásobek počtu operací, které IBM demonstrovala při svém průlomu v oblasti "kvantové utility" v roce 2023. Experiment, který v roce 2023 trval 112 hodin, nyní se stejnými datovými body trvá pouhých 2,2 hodiny - 50krát rychleji.

V říjnu 2024 IBM také otevřela své první evropské kvantové datové centrum v Ehningenu v Německu, kde jsou instalovány dva systémy založené na procesoru Eagle a brzy bude přidán i systém s procesorem Heron.

Strategická partnerství a ekosystém

IBM buduje rozsáhlou síť partnerství napříč akademickým, výzkumným a komerčním sektorem:

• IBM Quantum Network: Přes 250 členů z řad podniků, univerzit a výzkumných institucí
• Akademické partnerství: Spolupráce s RIKEN (Japonsko), Cleveland Clinic, Rensselaer Polytechnic Institute a mnoha dalšími
• Průmysloví partneři: Vodafone $VOD, Crédit Mutuel, Bosch, E.ON $EOAN.PR, Volkswagen Group $VOW3.DE
• Vývojářská komunita: Prostřednictvím první IBM Quantum Developer Conference (listopad 2024) a platformy Qiskit

Společnost také strategicky rozšiřuje svůj ekosystém softwarových nástrojů o služby od partnerů jako Algorithmiq, Qedma, QunaSys, Q-CTRL a Multiverse Computing, které jsou dostupné prostřednictvím IBM Qiskit Functions Catalog.

V Evropě spolupracuje IBM s více než 80 organizacemi, které nyní mohou přistupovat k novému kvantovému datovému centru v Německu.

Praktické aplikace a případové studie

IBM aktivně spolupracuje s partnery na vývoji praktických aplikací kvantových výpočtů např.:

RIKEN a simulace elektronických struktur

RIKEN, japonský národní výzkumný institut, využívá kvantové počítače IBM k přesnému modelování elektronické struktury železo-sulfidových sloučenin - materiálů přítomných v přírodě a organických systémech.

Tato metoda je nyní dostupná jako služba Qiskit a Cleveland Clinic ji využívá k implementaci kvantově-centrických simulací nekovalentních interakcí - vazeb mezi molekulami, které jsou zásadní pro mnohé chemické, biologické a farmaceutické procesy.

Rensselaer Polytechnic Institute a kvantově-centrické superpočítání

RPI a IBM budují první realizaci kvantově-centrického superpočítání na univerzitním kampusu, propojením superpočítače AiMOS a IBM Quantum System One do jednotného výpočetního prostředí.

Tento přístup umožňuje rozdělit složité problémy mezi klasické a kvantové zdroje podle toho, pro jaký typ výpočtů jsou optimalizované.

Vodafone a quantum-safe kryptografie

Vodafone a IBM spolupracují na implementaci quantum-safe kryptografie pro budoucí zabezpečení smartphonů.

Tento projekt předbíhá potenciální hrozbu, kdy by dostatečně vyspělé kvantové počítače mohly prolomit současné šifrovací metody.

Proč klasické počítače nestačí?

Pro modelování složitých chemických reakcí, jako jsou interakce léků s proteiny nebo katalytické procesy, musí počítače sledovat kvantově-mechanické chování elektronů. Počet možných stavů roste exponenciálně s každým elektronem, a již pro středně velké molekuly vytváří výpočetní problém, který by klasickým superpočítačům trval tisíce let. Kvantové počítače mohou díky principu superpozice pracovat se všemi těmito stavy současně, což otevírá cestu k simulacím, které byly dosud nemyslitelné.

Finanční aspekty

IBM má jako etablovaná technologická společnost silnou finanční pozici, která jí umožňuje dlouhodobé investice do kvantových technologií

Společnost má však také významné zadlužení, což představuje potenciální slabinu v porovnání s konkurenty jako Google $GOOGL nebo Microsoft $MSFT.

Kvantové výpočty jsou pro IBM strategickou investicí do budoucna v rámci její širší transformace z hardwarové společnosti na poskytovatele cloudových služeb, AI a poradenství. IBM postupně integruje své kvantové schopnosti do své hybridní cloudové nabídky a vytváří nové obchodní modely založené na kvantových službách.

Trh kvantových technologií má podle McKinsey (Americká konzultační firma s celosvětovou působností) potenciál dosáhnout hodnoty 1,3 bilionu USD do roku 2035, a IBM se pozicionuje tak, aby z tohoto růstu maximálně těžila.

Výhled do budoucna

Krátkodobý plán (1-2 roky):

• Rozšíření dostupnosti procesoru Heron v globální síti kvantových systémů
• Další vylepšení softwaru Qiskit pro zvýšení výkonu a uživatelské přístupnosti
• Rozvoj evropského kvantového datového centra v Německu

Dlouhodobá vize:

• Dosažení plně error-corrected kvantových systémů do roku 2029
• Vytvoření "kvantově-centrických superpočítačů", které propojí kvantové a klasické výpočetní zdroje
• Vývoj praktických aplikací v oblastech od farmaceutického výzkumu přes optimalizaci až po AI

Potenciální rizika:

• Intenzivní konkurence ze strany technologických gigantů a specializovaných startupů
• Technologické překážky v oblasti škálování a snižování chybovosti
• Nepředvídatelná regulatorní opatření a exportní omezení

Časová osa očekávaných milníků:

• 2025: Integrace procesoru Heron do většiny IBM kvantových systémů globálně
• 2027: Překročení hranice 1000+ qubitů s adekvátní kontrolou chyb
• 2029: Plně error-corrected kvantový procesor

Hodnocení dle AI (Sonnet 3.7):

Silné stránky:

• Komplexní přístup k celému kvantovému ekosystému (hardware, software, cloud)
• Rozsáhlá síť partnerství a globální dosah
• Jasná a veřejná roadmapa vývoje
• Stabilní finanční základna s dlouhou historií

Slabé stránky:

• Vysoká míra zadlužení ve srovnání s konkurenty
• Pomalejší tempo růstu celkových příjmů
• Nutnost balancovat mezi tradičním byznysem a inovativními iniciativami

Závěr

IBM Quantum představuje jednoho z nejsilnějších a nejstabilnějších hráčů v oblasti kvantových technologií. S historií sahající až do 80. let 20. století, kdy IBM začala s výzkumem kvantových výpočtů, má společnost unikátní pozici kombinující hluboké technologické know-how, globální dosah a finanční stabilitu.

Nejnovější pokroky s procesorem Heron a vylepšenou platformou Qiskit demonstrují, že IBM pokračuje v plnění své ambiciózní roadmapy směrem ke kvantovým počítačům schopným řešit praktické problémy v oblasti vědy, průmyslu a obchodu. Otevření prvního evropského kvantového datového centra v Německu také ukazuje globální ambice společnosti.

Pro investory představuje IBM možnost získat expozici vůči rostoucímu sektoru kvantových technologií s nižším rizikem, než nabízejí specializované startupy. Dividendový výnos navíc poskytuje zajímavou kompenzaci, zatímco se čeká na plnou komerční realizaci kvantových iniciativ.

IBM Quantum jasně ukazuje, že kvantové výpočty nejsou vzdálenou budoucností, ale postupně se stávají realitou s konkrétními aplikacemi v oblastech od materiálového designu přes farmaceutický výzkum až po optimalizaci komplexních systémů.

Zdroje: IBM Newsroom, IBM Roadmap, Bloomberg, Science, Bulios