Pierwszy Komputer Kwantowy w Polsce: Przełom na Politechnice Wrocławskiej 25 Kwietnia 2025

Wprowadzenie

25 kwietnia 2025 roku Politechnika Wrocławska ogłosiła instalację pierwszego w Polsce pełnego komputera kwantowego, modelu IQM Spark, dostarczonego przez fińską firmę IQM Quantum Computers. To przełomowe wydarzenie, będące pierwszym tego rodzaju w Europie Środkowo-Wschodniej, pozycjonuje Polskę jako regionalnego lidera w technologiach kwantowych. System, oparty na nadprzewodzących kubitach niskotemperaturowych, zostanie uruchomiony w drugim kwartale 2025 roku w Centrum Sieciowo-Superkomputerowym, z okazji jego 30. rocznicy. Artykuł szczegółowo omawia specyfikę projektu, jego znaczenie dla nauki, edukacji i przemysłu, wyzwania oraz szerszy kontekst rozwoju technologii kwantowych, opierając się na doniesieniach z HPCwire, Quantum Insider, Tech.eu oraz komunikatach Politechniki Wrocławskiej.

Szczegóły instalacji

Charakterystyka IQM Spark

• Technologia: IQM Spark to 5-kubitowy komputer kwantowy wykorzystujący nadprzewodzące kubity niskotemperaturowe, chłodzone do temperatur bliskich zera absolutnego (-273°C), co zapewnia wysoką stabilność obliczeń.
• Moc obliczeniowa: Choć 5 kubitów to niewielka skala w porównaniu z większymi systemami (np. 433-kubitowy IBM Osprey), system jest idealny do badań naukowych, edukacji i testowania algorytmów kwantowych.
• Zastosowania: Umożliwia badania w informatyce kwantowej, symulacje materiałowe, optymalizację procesów finansowych oraz rozwój algorytmów dla sztucznej inteligencji.
• Dostępność: System będzie dostępny dla naukowców, doktorantów, studentów oraz firm współpracujących z Politechniką Wrocławską, z priorytetem dla członków klubu obliczeń kwantowych „Qubit”.

Miejsce i czas

Komputer zostanie zainstalowany w Centrum Sieciowo-Superkomputerowym Politechniki Wrocławskiej, które od 1995 roku jest liderem w obliczeniach wysokiej wydajności w Polsce. Oficjalne uruchomienie planowane jest na maj lub czerwiec 2025 roku, zbiegając się z obchodami 30-lecia centrum. Instalacja rozpoczęła się 24 kwietnia 2025 roku, a pełne przygotowanie infrastruktury, w tym systemów kriogenicznych, potrwa kilka tygodni.

Zespół i partnerzy

Projekt jest realizowany przez Politechnikę Wrocławską we współpracy z IQM Quantum Computers, globalnym liderem w produkcji nadprzewodzących komputerów kwantowych. Kluczowe postaci to:

• Prof. Wojciech Bożejko: Dziekan Wydziału Technologii Informacyjnych i Komunikacyjnych, który podkreślił znaczenie systemu dla edukacji i badań.
• Mikko Välimäki: Współdyrektor generalny IQM, odpowiedzialny za strategię rozwoju w regionie CEE.
• Sylwia Barthel de Weydenthal: Dyrektor IQM na Europę Środkowo-Wschodnią, promująca rozwój lokalnych talentów.

Politechnika zaprosiła również firmy i inne uczelnie do współpracy, oferując dostęp do systemu w ramach projektów badawczo-rozwojowych.

Znaczenie dla Polski i regionu

Przełom w Europie Środkowo-Wschodniej

Instalacja IQM Spark czyni Politechnikę Wrocławską pierwszym ośrodkiem w Polsce i Europie Środkowo-Wschodniej z fizycznym komputerem kwantowym. Dotychczas uczelnie w regionie, w tym w Czechach czy na Węgrzech, polegały na symulatorach lub zdalnym dostępie do systemów w chmurze, takich jak IBM Quantum. Bezpośredni dostęp do sprzętu pozwoli na:

• Badania na światowym poziomie: Testowanie algorytmów kwantowych w dziedzinach takich jak chemia kwantowa, optymalizacja i kryptografia.
• Rozwój talentów: Szkolenie studentów w praktycznym programowaniu kwantowym, przygotowujące ich do pracy w sektorze technologicznym.
• Innowacje przemysłowe: Współpraca z firmami w sektorach farmacji, finansów i logistyki, które mogą wykorzystać obliczenia kwantowe do optymalizacji procesów.

Kontekst krajowy

Polska od kilku lat inwestuje w technologie kwantowe. Kluczowe inicjatywy to:

• Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe (PSNC): Od 2022 roku członek IBM Quantum Network, prowadzi badania nad algorytmami kwantowymi.
• Projekt wojskowy: Konsorcjum pod przewodnictwem Politechniki Warszawskiej rozwija militarny komputer kwantowy, z prototypem planowanym na koniec 2025 roku.
• EuroHPC JU: Polska została wybrana w 2022 roku do hostowania jednego z sześciu europejskich komputerów kwantowych, z instalacją w PSNC.

IQM Spark wzmacnia te wysiłki, czyniąc Wrocław centrum innowacji kwantowych.

Kontekst technologiczny

Czym jest komputer kwantowy?

Komputery kwantowe wykorzystują zasady mechaniki kwantowej, takie jak superpozycja, splątanie i interferencja, do wykonywania obliczeń znacznie szybciej niż klasyczne komputery w określonych zadaniach. Przykłady zastosowań:

• Chemia kwantowa: Symulacje molekularne do projektowania leków.
• Optymalizacja: Rozwiązywanie problemów logistycznych, np. optymalizacja tras dostaw.
• Kryptografia: Testowanie szyfrowania odpornego na ataki kwantowe, np. quantum key distribution (QKD).

IQM Spark, choć ma ograniczoną liczbę kubitów, jest platformą edukacyjną i badawczą, która przygotowuje grunt pod bardziej zaawansowane systemy.

Rola IQM Quantum Computers

IQM, z siedzibą w Espoo w Finlandii, jest najlepiej finansowaną europejską firmą produkującą sprzęt kwantowy. Kluczowe osiągnięcia:

• Globalna obecność: Biura w USA, Azji i Europie, w tym w Warszawie od 2024 roku.
• Technologia: Specjalizacja w nadprzewodzących kubitach, które oferują wysoką precyzję przy stosunkowo niskich kosztach.
• Ekosystem: Współpraca z uczelniami (np. Politechnika Gdańska) i centrami obliczeniowymi w celu budowy infrastruktury kwantowej.

Instalacja w Polsce jest częścią strategii IQM, która zakłada stworzenie regionalnego hubu kwantowego w Europie Środkowo-Wschodniej.

Wpływ na naukę i edukację

Badania naukowe

Politechnika Wrocławska planuje wykorzystać IQM Spark do:

• Informatyki kwantowej: Rozwój algorytmów, takich jak algorytm Shora (faktoryzacja liczb) czy algorytm Grovera (przeszukiwanie baz danych).
• Nauk materiałowych: Symulacje struktur molekularnych, np. do projektowania nowych materiałów dla energii odnawialnej.
• Sztucznej inteligencji: Optymalizacja modeli uczenia maszynowego, szczególnie w przetwarzaniu dużych zbiorów danych.

System będzie dostępny dla naukowców z innych uczelni w Polsce, co może prowadzić do współpracy międzynarodowej, np. z Niemcami czy Finlandią.

Edukacja i rozwój talentów

Politechnika Wrocławska, z ponad 20 000 studentów i 581 laboratoriami edukacyjnymi, wprowadzi praktyczne zajęcia z programowania kwantowego do programu nauczania. Kluczowe inicjatywy:

• Warsztaty IQM: Szkolenia dla studentów prowadzone przez ekspertów z Finlandii.
• Klub „Qubit”: Studencka grupa entuzjastów, która jako pierwsza przetestuje IQM Spark.
• Programy doktoranckie: Projekty badawcze dla doktorantów w dziedzinie informatyki kwantowej.

Prof. Bożejko podkreślił: „System zapewni studentom bezpośredni dostęp do prawdziwego sprzętu kwantowego, co jest unikalne w regionie.”

Wpływ na przemysł

Zastosowania biznesowe

Politechnika zaprasza firmy do współpracy w ramach projektów badawczo-rozwojowych. Potencjalne sektory:

• Farmacja: Symulacje molekularne do projektowania nowych leków, np. przeciwko chorobom rzadkim.
• Finanse: Optymalizacja portfeli inwestycyjnych i analiza ryzyka w czasie rzeczywistym.
• Logistyka: Rozwiązywanie problemów optymalizacyjnych, takich jak planowanie tras czy zarządzanie łańcuchem dostaw.

Szczegółowa oferta biznesowa jest dostępna na stronie Politechniki w zakładce „Oferta dla przemysłu”.

Rozwój ekosystemu technologicznego

Instalacja IQM Spark może przyciągnąć do Wrocławia międzynarodowe firmy, takie jak IBM, Google czy Microsoft, które inwestują w technologie kwantowe. IQM, z biurem w Warszawie i memorandum z Politechniką Gdańską, już buduje lokalny ekosystem. Potencjalne korzyści:

• Inwestycje: Przyciągnie kapitał venture capital do startupów kwantowych.
• Miejsca pracy: Tworzenie wysoko wykwalifikowanych stanowisk w sektorze technologicznym.
• Innowacje: Rozwój nowych produktów i usług opartych na obliczeniach kwantowych.

Wyzwania i ograniczenia

Technologiczne bariery

• Ograniczona skala: 5 kubitów nie pozwala na osiągnięcie przewagi kwantowej, czyli przewyższenia klasycznych komputerów w praktycznych zadaniach.
• Koszty utrzymania: Systemy kriogeniczne do chłodzenia kubitów są drogie i wymagają specjalistycznej obsługi.
• Stabilność: Nadprzewodzące kubity są wrażliwe na zakłócenia elektromagnetyczne, co wymaga precyzyjnej kalibracji.

Dostępność i kompetencje

• Ograniczony dostęp: Początkowo system będzie dostępny głównie dla społeczności Politechniki, co może wykluczyć inne instytucje.
• Brak specjalistów: Polska potrzebuje więcej ekspertów w informatyce kwantowej. Obecnie szacuje się, że w kraju jest mniej niż 100 specjalistów w tej dziedzinie.
• Edukacja: Rozwój programów nauczania wymaga czasu i środków, szczególnie na poziomie zaawansowanym.

Konkurencja międzynarodowa

Europa Środkowo-Wschodnia pozostaje w tyle za liderami, takimi jak:

• USA: Firmy jak IBM i Google dysponują systemami o setkach kubitów.
• Chiny: Intensywne inwestycje w badania kwantowe, w tym w kryptografię.
• Niemcy i Finlandia: Zaawansowane ekosystemy kwantowe z większymi systemami.

Polska musi przyspieszyć inwestycje i współpracę międzynarodową, aby utrzymać konkurencyjność.

Perspektywy na przyszłość

Krótkoterminowe cele

• Uruchomienie systemu: Pełna operacyjność IQM Spark w Q2 2025, z pierwszymi eksperymentami w informatyce kwantowej.
• Edukacja: Organizacja warsztatów, takich jak planowany 3rd International GaAs Quantum Dot Workshop (7–9 maja 2025), który może obejmować prezentacje IQM Spark.
• Współpraca: Zaangażowanie firm w projekty pilotażowe, np. w farmacji lub logistyce.

Długoterminowe wizje

• Regionalny hub: Wrocław może stać się centrum technologii kwantowych dla krajów takich jak Czechy, Węgry czy Litwa.
• Integracja z superkomputerami: W ramach EuroHPC JU Polska planuje hybrydowe systemy klasyczno-kwantowe, co zwiększy moc obliczeniową.
• Przemysł 4.0: Rozwój zastosowań kwantowych w polskim przemyśle, np. w produkcji zaawansowanych materiałów.

Globalny kontekst

Instalacja IQM Spark wpisuje się w globalny wyścig technologiczny, w którym USA, Chiny i UE konkurują o dominację w technologiach kwantowych. Inicjatywy takie jak Quantum Flagship (1 mld euro na badania w UE) czy DARPA w USA pokazują skalę inwestycji. Polska, dzięki IQM Spark i innym projektom, zyskuje szansę na włączenie się w tę rewolucję, szczególnie w edukacji i badaniach.

Podsumowanie

Instalacja pierwszego pełnego komputera kwantowego IQM Spark na Politechnice Wrocławskiej 25 kwietnia 2025 roku to historyczne wydarzenie dla Polski i Europy Środkowo-Wschodniej. 5-kubitowy system, choć ograniczony w skali, otwiera drzwi do badań, edukacji i innowacji przemysłowych, pozycjonując Wrocław jako regionalne centrum technologii kwantowych. Współpraca z IQM Quantum Computers, wsparcie dla studentów i otwartość na biznes tworzą solidne podstawy dla rozwoju ekosystemu kwantowego. Wyzwania, takie jak wysokie koszty, brak specjalistów i międzynarodowa konkurencja, wymagają dalszych inwestycji i strategii. W dłuższej perspektywie IQM Spark może przyczynić się do transformacji nauki i przemysłu, umacniając pozycję Polski na globalnej mapie technologii przyszłości.

Źródła

• IQM Quantum Computers, komunikat prasowy, 24 kwietnia 2025.
• Politechnika Wrocławska, „Pierwszy komputer kwantowy w Polsce”, 24 kwietnia 2025.
• HPCwire, „IQM to Deploy Poland’s First Superconducting Quantum Computer”, 24 kwietnia 2025.
• The Quantum Insider, „IQM to Deploy Poland’s First Superconducting Quantum Computer”, 24 kwietnia 2025.
• Tech.eu, „Poland installs its first superconducting quantum computer”, 24 kwietnia 2025.
• Informacje kontekstowe: EuroHPC JU, Quantum Flagship, 2024.