IT

Kvantni računari - da li ulazimo u novu eru računarstva?

Računari su tokom poslednjih nekoliko decenija prošli neverovatnu evoluciju. Od velikih mašina koje su zauzimale čitave prostorije stigli smo do računara koji staju u džep. Procesori su postali toliko mali i moćni da danas običan telefon ima više računarske snage nego što su je nekada imali čitavi računarski sistemi.

Ali možda se približavamo sledećoj velikoj promeni.

To su kvantni računari.

Za razliku od klasičnih računara, koji koriste bitove čija je vrednost 0 ili 1, kvantni računari koriste kubite (qubits). A upravo kubiti omogućavaju potpuno drugačiji način obrade informacija. I ono što je posebno zanimljivo jeste da se tokom 2026. godine pojavljuju sve ozbiljniji sistemi koji koriste neutralne atome kao kubite i mogu da rade bez ogromnih kriogenih sistema koji su karakteristični za neke druge pristupe kvantnom računarstvu.

Šta je uopšte kubit?

Kod klasičnog računara osnovna jedinica informacije je bit.

Bit može biti:

0 ili 1

Milijarde tranzistora u procesoru međusobno menjaju ta stanja i na taj način računar izvršava programe. Kubit funkcioniše drugačije. Zahvaljujući pravilima kvantne fizike, kubit može da se nalazi u superpoziciji kvantnih stanja. Pojednostavljeno rečeno, pre merenja nije ograničen samo na klasično stanje 0 ili 1. Kada se kubiti međusobno povežu putem kvantne spregnutosti (entanglement), moguće je napraviti veoma složene kvantne proračune.

To ipak ne znači da kvantni računar jednostavno računa sve mogućnosti odjednom i daje odgovor bez ikakvog ograničenja. Prednost kvantnih računara zavisi od konkretnog algoritma i problema koji rešavaju. Zato kvantni računar nije zamena za običan PC. Za surfovanje internetom, gledanje filmova ili pisanje dokumenata, klasičan računar je i dalje pravi izbor.

Kvantni računari namenjeni su problemima kod kojih njihova posebna svojstva mogu da daju prednost.

Zašto su kvantni računari toliko komplikovani?

Najveći problem sa kubitima jeste njihova osetljivost. Kvantno stanje može veoma lako da bude poremećeno uticajem okoline. Temperatura, vibracije, elektromagnetni uticaji i druge smetnje mogu da izazovu greške. Zbog toga se jedan od najpoznatijih pristupa kvantnom računarstvu oslanja na superprovodničke kubite, koji moraju da rade na ekstremno niskim temperaturama, blizu apsolutne nule.

Za to su potrebni ogromni i skupi sistemi za hlađenje. Ali postoji i drugačiji pristup.

Kvantni računar koji koristi atome

Jedna od tehnologija koja poslednjih godina privlači sve više pažnje jeste kvantno računarstvo pomoću neutralnih atoma. Umesto da se kubiti prave od sićušnih elektronskih kola, kao kod superprovodničkog pristupa, pojedinačni atomi mogu da predstavljaju kubite. Laseri se koriste za hvatanje, pomeranje i kontrolisanje tih atoma.

Posebno su zanimljive takozvane optičke pincete – veoma precizni laserski zraci kojima se pojedinačni atomi mogu uhvatiti i rasporediti u željenu strukturu. Na taj način fizički atomi postaju elementi kvantnog računara. I tu dolazimo do jedne od najzanimljivijih vesti iz 2026. godine.

Japan pokrenuo kvantni računar na sobnoj temperaturi

Japanski istraživači pokrenuli su sistem nazvan Shunkai, prvi japanski full-stack kvantni računar zasnovan na neutralnim atomima. Sistem trenutno počinje sa oko 50 kubita, a plan je da se proširi na približno 500 kubita. Dugoročni cilj je još ambiciozniji - oko 10.000 fizičkih kubita do marta 2031. godine, uz tehnologiju za detekciju i korekciju kvantnih grešaka.

Najzanimljiviji deo je upravo činjenica da za sam kvantni sistem nije potreban kriogeni frižider koji ga hladi gotovo do apsolutne nule. To ne znači da su atomi vrući. Naprotiv. Atomi se laserima hlade i precizno kontrolišu unutar vakuumske komore. Ono što može da ostane na približno sobnoj temperaturi jeste okruženje i infrastruktura računara, za razliku od sistema kod kojih se sami kubiti moraju nalaziti u ekstremno hladnom okruženju.

Drugim rečima, izraz kvantni računar na sobnoj temperaturi može da zvuči kao da se kubiti nalaze na običnoj temperaturi prostorije. To nije baš tako. Sistem koristi veoma preciznu lasersku i vakuumsku tehnologiju kako bi atomi bili pripremljeni i kontrolisani.

Zašto su neutralni atomi toliko zanimljivi?

Jedna od velikih prednosti ovog pristupa jeste mogućnost relativno fleksibilnog raspoređivanja kubita. Kod neutralnih atoma istraživači mogu pomoću lasera da pomeraju i raspoređuju atome i da kontrolišu koji će atomi međusobno stupiti u interakciju. To otvara mogućnost pravljenja velikih nizova kubita bez potrebe da svaki pojedinačni kubit bude fizički povezan klasičnim električnim vodovima na isti način kao u nekim drugim arhitekturama.

Zbog toga se neutralni atomi smatraju jednim od kandidata za pravljenje velikih kvantnih računara.

Nije samo Japan zainteresovan

Ovo nije samo japanska priča. U Nemačkoj kompanija planqc razvija kvantni računar zasnovan na neutralnim atomima za Leibniz Computing Centre (LRZ). Plan je da sistem ima približno 1.000 kubita, a instalacija u LRZ-ovom Quantum Integration Center očekuje se tokom 2027. godine.

I ovaj pristup koristi atome kojima se upravlja pomoću lasera, bez potrebe za kriogenim hlađenjem kvantnog procesora. Čak je i Google tokom 2026. godine proširio svoje istraživanje na neutralne atome, pored svog dugogodišnjeg rada sa superprovodničkim kubitima. To pokazuje koliko se brzo razvija trka za pronalaženjem praktične arhitekture kvantnog računara.

Ali broj kubita nije sve

Kada čujemo da neki kvantni računar ima 100, 1.000 ili 10.000 kubita, lako je pomisliti da je veći broj automatski bolji. Nije. Kod kvantnih računara veoma je važan kvalitet kubita. Kubiti su veoma osetljivi i greške mogu da unište rezultat računanja. Zbog toga je jedna od najvećih prepreka kvantna korekcija grešaka.

Zbog grešaka je moguće da za stvaranje jednog pouzdanog, takozvanog logičkog kubita, bude potrebno više fizičkih kubita. Zato se budućnost kvantnog računarstva ne meri samo brojem fizičkih kubita.

Važni su i:

1. kvalitet kubita,
2. broj pouzdanih kvantnih operacija,
3. brzina izvršavanja,
4. mogućnost korekcije grešaka,
5. broj logičkih kubita,
6. mogućnost povećanja sistema.
-

IBM je 2026. godine upravo zbog toga istakao tri važna načina za merenje performansi kvantnih sistema: broj programabilnih kubita, broj pouzdanih kvantnih operacija i broj izvršenih kvantnih kola u jedinici vremena.

Kvantna korekcija grešaka

Ovo je možda i najvažniji deo cele priče.

Zamislimo da želimo da pošaljemo važnu informaciju, ali znamo da je kanal veoma bučan i da će se deo podataka sigurno pokvariti. Kod klasičnih računara koristimo različite metode za otkrivanje i ispravljanje grešaka. Kod kvantnih računara problem je mnogo komplikovaniji jer ne možemo jednostavno da kopiramo nepoznato kvantno stanje kao običan fajl.

Zbog toga se razvijaju posebne metode kvantne korekcije grešaka. Cilj je da veliki broj fizičkih, nepouzdanijih kubita zajedno formira manji broj pouzdanijih logičkih kubita. To je jedan od razloga zbog kojih će prvi zaista korisni kvantni računari verovatno imati mnogo više fizičkih nego logičkih kubita.

IBM je pokazao koliko je važan napredak u logičkim kubitima

Tokom jula 2026. IBM i Univerzitet u Čikagu objavili su demonstraciju u kojoj je korišćena kvantna korekcija grešaka za kodiranje 70 logičkih kubita. Prema IBM-u, računanje je trajalo oko 15 minuta, dok bi vodećim klasičnim metodama simulacija takvog problema zahtevala praktično neizvodljivo vreme.

Ovakvi rezultati su važni zato što pokazuju da se razvoj ne svodi samo na što više kubita, već na to da kubiti mogu pouzdano da izvršavaju korisne proračune.

Za šta bi kvantni računari mogli da se koriste?

Kvantni računari nisu napravljeni da zamene naše desktop računare. Njihova potencijalna primena nalazi se u oblastima gde klasičnim računarima određeni problemi postaju izuzetno složeni.

Na primer:

Medicina i razvoj lekova

Kvantni računari mogli bi da pomognu u simulaciji molekula i hemijskih reakcija. To bi jednog dana moglo da pomogne istraživačima u razvoju novih lekova i materijala.

Nauka o materijalima

Moguće je proučavati ponašanje složenih molekula i materijala koje je veoma teško simulirati klasičnim računarima.

Optimizacija

Postoje problemi u kojima treba pronaći najbolje rešenje među ogromnim brojem mogućnosti. To može biti povezano sa transportom, logistikom, raspoređivanjem resursa i drugim oblastima.

Kriptografija

Ovo je jedna od najpoznatijih potencijalnih primena. Dovoljno snažan kvantni računar mogao bi da ugrozi određene danas korišćene metode šifrovanja. Zbog toga se već razvija postkvantna kriptografija - novi algoritmi koji treba da budu otporni na napade budućih kvantnih računara.

Da li će kvantni računar zameniti moj PC?

Ne.

Bar ne na način na koji se to često predstavlja u popularnim tekstovima. Kvantni računar neće pokrenuti Windows, Linux ili običan web browser brže od vašeg desktop računara. Nećete kupiti kvantni procesor i staviti ga u PCIe slot.

Umesto toga, kvantni računari će verovatno postojati kao specijalizovani sistemi kojima se pristupa kroz računarske mreže i cloud infrastrukturu. Klasičan računar će pripremiti problem, kvantni računar će izvršiti određeni deo proračuna, a rezultat će biti vraćen klasičnom računaru.

Dakle, budućnost možda neće biti kvantni računar umesto klasičnog računara, već:

klasični računar + kvantni računar.

Počinje velika trka

U kvantnom računarstvu danas postoji više različitih tehnologija.

Neki koriste:

1. superprovodničke kubite,
2. zarobljene jone,
3. neutralne atome,
4. fotone,
5. spinske kubite,
6. druge specijalizovane pristupe.
-

Ne postoji još konačan odgovor na pitanje koja će tehnologija postati dominantna.

Upravo zbog toga velike kompanije i istraživačke institucije rade na različitim pristupima. Google, na primer, pored superprovodničke tehnologije sada istražuje i neutralne atome. IBM ulaže ogromna sredstva u razvoj svoje kvantne platforme i planira dalji prelazak ka velikim fault-tolerant sistemima.

Da li je kvantna revolucija već počela?

Možda je još rano govoriti o pravoj kvantnoj revoluciji. Današnji kvantni računari i dalje imaju ozbiljna ograničenja. Ali ono što se promenilo jeste tempo razvoja. Pre nekoliko godina kvantni računar sa nekoliko desetina kubita bio je veliki eksperiment.

Danas govorimo o sistemima sa stotinama ili hiljadama kubita, razvoju logičkih kubita, korekciji grešaka i mašinama koje mogu da rade bez klasičnog kriogenog hlađenja.

Japanski Shunkai je posebno zanimljiv upravo zato što pokazuje da kvantni računar može da bude napravljen kao kompletan sistem sa neutralnim atomima, laserima, kontrolnim računarima i softverom, a da pri tome ne zahteva ekstremno hlađenje celog kvantnog sistema.

Šta nas čeka?

Možda ćemo jednog dana imati kvantne računare sa milionima fizičkih kubita. Možda će neutralni atomi biti jedna od tehnologija koja će do toga dovesti. Možda će pobediti superprovodnički kubiti, fotoni ili neka tehnologija koju danas još ne smatramo glavnim kandidatom. To još niko ne može sa sigurnošću da zna.

Ali jedno je sigurno:

Računarstvo više nije ograničeno samo na svet tranzistora, bitova i klasičnih procesora.

Dok je klasični računar proizvod digitalne revolucije, kvantni računar pokušava da iskoristi nešto mnogo dublje - sama pravila kvantne fizike.

I možda upravo gledamo početak nove faze u istoriji računarstva. Ne računara koji će zameniti naš PC na stolu, već potpuno nove vrste računara koji će rešavati probleme koje:

današnje mašine jednostavno ne mogu da savladaju.