Kiedy komputer kwantowy stanie się biznesem?

Komputery kwantowe stawiają inwestorów w szczególnej sytuacji. Technologia jest rzeczywista, urządzenia istnieją, postęp można mierzyć, a przedsiębiorstwa działające w tej branży osiągają już pierwsze przychody. Wciąż jednak brakuje rzeczy najważniejszej, dużego rynku, na którym klienci regularnie płaciliby za obliczenia kwantowe dlatego, że pozwalają one rozwiązywać ich problemy lepiej lub taniej niż najlepsze dostępne metody klasyczne.

Zanim zaczniemy więc pytać, kto zbuduje najlepszy komputer kwantowy, warto postawić pytanie bardziej podstawowe, ile dla klientów warte są obliczenia wykonywane przez takie maszyny? W historii techniki można odnaleźć dwa odmienne porządki. W pierwszym istnieje dobrze rozpoznany i kosztowny problem, a przedsiębiorca poszukuje sposobu, aby rozwiązać go lepiej, szybciej lub taniej. Jeżeli mu się powiedzie, droga do powstania rynku jest stosunkowo prosta. Rozwiązanie przedstawia wartość dla nabywcy, nabywca za nie płaci, a przedsiębiorstwo osiąga zysk.

Bywa jednak odwrotnie. Najpierw powstaje fascynująca technologia, pochłaniająca ogromny kapitał i pracę znakomitych naukowców, a dopiero później zaczynamy zastanawiać się nad jej praktycznym zastosowaniem. Dla nauki nie jest to nic niezwykłego. Wiele wielkich odkryć powstało na długo przed znalezieniem dla nich gospodarczego zastosowania. Inwestor znajduje się jednak wtedy w innej sytuacji. Przedsiębiorstwo nie może przez dziesięciolecia uzasadniać swojej wartości wyłącznie niezwykłością posiadanej technologii. W końcu musi pojawić się ktoś, kto uzna jej zastosowanie za warte własnych pieniędzy.

W przypadku komputerów kwantowych odpowiedź nie jest jednoznaczna. Technologia nie szuka problemów całkowicie wymyślonych na jej potrzeby. Istnieją dziedziny, w których od dawna wydaje się ogromne pieniądze na obliczenia, a osiągnięcie lepszych wyników miałoby wielką wartość. Nie wiemy jednak jeszcze, czy właśnie komputer kwantowy okaże się najlepszym sposobem ich rozwiązania.

Problem istnieje. Rozwiązanie pozostaje niepewne

Przedsiębiorstwa farmaceutyczne od dziesięcioleci próbują dokładniej przewidywać zachowanie cząsteczek i skracać kosztowne poszukiwania nowych leków. Przemysł chemiczny potrzebuje lepszych katalizatorów, producenci baterii poszukują materiałów o większej pojemności i trwałości, a w wielu dziedzinach występują zagadnienia, w których liczba możliwych rozwiązań rośnie tak szybko, że nawet ogromna moc klasycznych komputerów okazuje się niewystarczająca. To dobra wiadomość dla branży kwantowej. Problemy są rzeczywiste, a ich rozwiązanie ma wymierną wartość. Nie oznacza to jednak koniecznie, że ich właściciele potrzebują komputerów kwantowych. To zasadnicza trudność całej tezy inwestycyjnej. Komputery kwantowe nie konkurują z brakiem rozwiązania. Konkurują z potężnym przemysłem klasycznych obliczeń, który również nie stoi w miejscu.

Nie ma większego sensu pytać, czy komputery kwantowe istnieją. IBM, Google, Microsoft, IonQ, Quantinuum, Rigetti, D-Wave i inne przedsiębiorstwa budują rzeczywiste urządzenia, wykorzystując przy tym różne zjawiska fizyczne. Postęp obejmuje jakość operacji, korekcję błędów oraz budowę kubitów logicznych. Z punktu widzenia inwestora ważne jest jednak inne rozróżnienie, działający komputer kwantowy i ekonomicznie użyteczny komputer kwantowy nie są tym samym.

Przez wiele lat uwagę przyciągała liczba kubitów. Jest łatwa do porównania i dobrze wygląda w komunikatach przedsiębiorstw, ale sama mówi niewiele o wartości maszyny. Kubity są podatne na błędy, dlatego duża liczba słabych kubitów fizycznych nie musi dawać urządzenia bardziej użytecznego niż mniejsza liczba kubitów działających z większą dokładnością. Droga prowadzi od kubitów fizycznych przez korekcję błędów i kubity logiczne do niezawodnych obliczeń. Inwestor musi jednak dopisać dalszy ciąg, obliczenie musi rozwiązać wartościowy problem, klient musi zechcieć za nie zapłacić, a przedsiębiorstwo musi jeszcze potrafić na tym zarobić.

To ostatnie zastrzeżenie jest ważne. Technologia może odnieść sukces, a jej akcjonariusze niekoniecznie. Maszyna może być znakomita, lecz zbyt droga w eksploatacji. Może tworzyć wielką wartość dla użytkowników, ale wskutek konkurencji pozostawiać producentowi niewielką marżę. Może też reprezentować rozwiązanie techniczne, które dobrze działa w laboratorium, lecz źle nadaje się do produkcji na większą skalę. Sukces technologii i sukces inwestycji są dwiema różnymi sprawami.

Nie wiemy jeszcze, jaka maszyna zwycięży

Nie istnieje jeden uzgodniony sposób budowy komputera kwantowego. IBM, Google i Rigetti rozwijają układy nadprzewodzące. IonQ i Quantinuum wykorzystują uwięzione jony. Inni pracują nad neutralnymi atomami i fotoniką, Microsoft rozwija własną drogę związaną z kubitami topologicznymi, a D-Wave koncentruje się przede wszystkim na wyspecjalizowanym podejściu znanym jako wyżarzanie kwantowe.

Każde rozwiązanie ma inne właściwości dotyczące dokładności, szybkości, temperatury pracy, łączności, produkcji i możliwości zwiększania liczby kubitów. Kupując akcje przedsiębiorstwa zajmującego się niemal wyłącznie komputerami kwantowymi, inwestor nie zakłada więc tylko, że sama technologia odniesie sukces. Musi również przyjąć, że właściwa okaże się właśnie wybrana przez tę firmę droga, przedsiębiorstwo zdoła ją rozwinąć, znajdzie kapitał potrzebny na lata badań, przetrwa konkurencję i ostatecznie zatrzyma dostatecznie dużą część tworzonej wartości.

Nie każdy przychód znaczy to samo

Branża osiąga już przychody. Sprzedawane są urządzenia, dostęp do komputerów, usługi i kontrakty badawcze. Rządy finansują rozwój technologii, uczelnie kupują sprzęt, a przedsiębiorstwa prowadzą doświadczenia. Jest to ważne, ponieważ pokazuje, że komputery kwantowe wyszły poza sferę czystej teorii.

Dla inwestora istotniejsze od samej wysokości przychodów jest jednak ich źródło. Wyobraźmy sobie dwa kontrakty po dziesięć milionów dolarów. W pierwszym państwo finansuje budowę komputera kwantowego, ponieważ uznaje rozwój własnych kompetencji za strategicznie ważny. W drugim przedsiębiorstwo chemiczne płaci tyle samo za obliczenia, dzięki którym zmniejsza swoje roczne koszty o pięćdziesiąt milionów dolarów. W księgach rachunkowych oba kontrakty mogą wyglądać podobnie, lecz ich znaczenie ekonomiczne jest zupełnie inne. Pierwszy dowodzi, że ktoś chce finansować rozwój technologii. Drugi pokazuje, że technologia ma dla klienta wartość przewyższającą jej cenę.

Właśnie takich przypadków powinien wypatrywać inwestor. Szczególnie interesujący będzie moment, w którym klient po uzyskaniu dobrego wyniku wróci i zapłaci ponownie. Wtedy pojawia się coś znacznie ważniejszego od kolejnego rekordu laboratoryjnego, zaczątek rzeczywistego rynku.

Chemia może być pierwszym wielkim sprawdzianem

Chemia, materiałoznawstwo i odkrywanie leków pojawiają się w tej dyskusji nieprzypadkowo. Natura sama podlega prawom mechaniki kwantowej, a dokładne opisywanie złożonych układów molekularnych za pomocą klasycznych komputerów staje się coraz trudniejsze wraz ze wzrostem ich złożoności.

Jeżeli rozwinięty komputer kwantowy pozwoli przedsiębiorstwu farmaceutycznemu lepiej przewidywać zachowanie cząsteczek, producentowi baterii znaleźć lepszy materiał, a przedsiębiorstwu chemicznemu zaprojektować skuteczniejszy katalizator, sytuacja zmieni się zasadniczo. Nie dlatego, że maszyna będzie bardziej imponująca, lecz dlatego, że jej praca zostanie wyceniona. Wyobraźmy sobie przedsiębiorstwo farmaceutyczne, które wydaje dziesięć milionów dolarów na obliczenia kwantowe, a dzięki uzyskanym wynikom skraca poszukiwanie nowego leku i oszczędza kilkaset milionów. Komputer kwantowy przestaje wówczas być kosztownym doświadczeniem. Staje się środkiem produkcji. Dla inwestora natychmiast pojawia się jednak następne pytanie, kto zatrzyma stworzoną w ten sposób wartość?

Zwycięzca nie musi produkować komputerów kwantowych

Jeżeli przedsiębiorstwo farmaceutyczne zapłaci dziesięć milionów dolarów za obliczenie, które pomoże mu stworzyć lek wart miliardy, technologia kwantowa może odnieść ogromny sukces, podczas gdy większa część korzyści pozostanie u jej użytkownika.

Nie byłoby w tym niczego niezwykłego. Elektryczność stworzyła niewyobrażalną wartość, lecz elektrownie nie przejęły wszystkich korzyści przedsiębiorstw korzystających z energii. Internet umożliwił powstanie firm wartych biliony dolarów, ale właściciele sieci telekomunikacyjnych nie zatrzymali całej stworzonej w ten sposób wartości. Komputery zmieniły niemal każdą dziedzinę gospodarki, lecz producenci sprzętu nie stali się właścicielami wszystkich korzyści płynących z informatyzacji.

Z komputerami kwantowymi będzie podobnie. Jeżeli dostęp do nich stanie się usługą oferowaną przez kilku konkurujących dostawców, cena obliczeń może spadać, a znaczną część korzyści przejmą przedsiębiorstwa, które nauczą się najlepiej z nich korzystać. Najlepszą inwestycją związaną z rozwojem komputerów kwantowych może się więc kiedyś okazać firma, której nikt nie będzie uważał za przedsiębiorstwo kwantowe.

Można również szukać dostawców urządzeń potrzebnych różnym odmianom tej technologii. Komputery kwantowe wymagają precyzyjnej elektroniki, fotoniki, laserów, urządzeń chłodzących, aparatury pomiarowej, półprzewodników i znacznej ilości klasycznej mocy obliczeniowej. Część tych dóbr będzie potrzebna niezależnie od tego, która metoda budowy komputera ostatecznie okaże się najlepsza. Nie zwalnia to jednak inwestora z rachunku ekonomicznego. Trzeba nadal ustalić, jak wielki może być rynek, jak ważny jest dla danego dostawcy i czy posiada on przewagę trudną do skopiowania.