Najnovija otkrića u kvantnom inženjerstvu i što ona znače za našu budućnost

Kvantno inženjerstvo ulazi u zlatno doba otkrića. Samo u protekloj godini, istraživači diljem svijeta pomaknuli su granice ultra-malog, postižući podvige za koje se nekad mislilo da su desetljećima udaljeni. Od kvantnih računala koja nadmašuju klasična superračunala, preko kvantnih mreža koje prenose podatke putem sprezanja, do kvantnih senzora koji detektiraju najslabije signale, i kvantnih materijala koji otkrivaju egzotična nova stanja tvari – nedavni napreci obuhvaćaju sve kutke ovog vrhunskog područja. U nastavku istražujemo glavne podgrane kvantnog inženjerstva, ističemo ključna otkrića iz protekle godine i jednostavnim jezikom objašnjavamo što ta dostignuća znače za našu budućnost.

Kvantno računanje: Bliže korisnim kvantnim strojevima

Topološki kvantni procesor Majorana 1, predstavljen početkom 2025., je čip s 8 kubita koji koristi novi materijal “topološki supravodič” za stabilnije kubite. Ovaj revolucionarni pristup, koji predvode fizičari iz Microsofta i UC Santa Barbare, obećava kubite otporne na pogreške po svojoj prirodi universityofcalifornia.edu.

Kvantno računanje koristi neobična svojstva kvantnih bitova (kubita) – koji mogu istovremeno biti 0 i 1 – za izvođenje izračuna daleko izvan dosega običnih računala. U 2024. i 2025. kvantno računanje napravilo je nekoliko velikih koraka prema praktičnoj primjeni:

Nadmašivanje klasičnih superračunala: Googleov najnoviji kvantni čip “Willow” izvršio je računalni zadatak za manje od pet minuta, dok bi vodećem superračunalu za to trebalo procijenjenih 10 septilijuna (10^25) godina blog.google. Ova dramatična demonstracija “kvantne prednosti” pokazuje kako su određeni problemi (poput simulacije složenih molekula ili rješavanja optimizacijskih zagonetki) potpuno izvan dosega klasičnih strojeva, ali ih je moguće riješiti kvantnim procesorima.
Proboj u korekciji grešaka: Možda još važnije, Googleov 70-kubitni čip Willow pokazao je da dodavanje više kubita može eksponencijalno smanjiti greške – što je u suštini riješilo 30-godišnju potragu za kvantnom korekcijom grešaka blog.google. “Ovo rješava ključni izazov u kvantnoj korekciji grešaka kojim se područje bavi gotovo 30 godina,” napisao je direktor Google Quantum AI Hartmut Neven blog.google. Radeći ispod praga korekcije grešaka, Willow je pružio najjasniji dokaz do sada da je skalabilno, otporno kvantno računarstvo ostvarivo blog.google. Stručnjaci su to nazvali “najuvjerljivijim prototipom skalabilnog logičkog kubita napravljenim do danas… snažnim znakom da se mogu izgraditi korisna, vrlo velika kvantna računala” blog.google.
Dolazak topoloških kubita: U još jednom zapanjujućem napretku, tim Microsoft/UCSB stvorio je prve topološke kubite ikada – egzotične kubite pohranjene u novoj fazi materije zvanoj topološki supervodik universityofcalifornia.edu. Ovi kubiti (realizirani u prototipnom čipu s 8 kubita nazvanom Majorana 1) koriste Majorana nulte modove – neobične kvazicestice koje su same sebi antipartikli – za kodiranje informacija s ugrađenom zaštitom od šuma universityofcalifornia.edu. “Stvorili smo novo stanje materije, zvano topološki supervodik,” objasnio je dr. Chetan Nayak, direktor Microsoft Station Q, dodajući da njihovi rezultati pokazuju “da to možemo učiniti, učiniti brzo i učiniti točno” universityofcalifornia.edu. Topološki kubiti su urođeno stabilniji, što potencijalno omogućuje kvantna računala koja zahtijevaju znatno manje kubita za korekciju grešaka. Microsoft je čak najavio plan za skaliranje ove tehnologije na milijun kubita na jednom čipu u narednim godinama azure.microsoft.com – hrabar cilj koji bi, ako se ostvari, bio transformativan.
Širenje i zamah industrije: Vodeće tvrtke nastavljaju utrku za većim brojem kubita i boljim performansama. IBM sada upravlja nekima od najvećih svjetskih supravodljivih kvantnih procesora (nedavno su premašili 400+ kubita na jednom čipu, a čip s 1.121 kubitom je u pripremi) i istražuje modularna “kvantno-centrična superračunala” koja bi mogla doseći 100.000 kubita u sljedećem desetljeću pme.uchicago.edu. Važno je da industrija i akademska zajednica surađuju kako bi kvantno računarstvo postalo korisno: primjerice, istraživači su počeli integrirati kvantne algoritme s umjetnom inteligencijom i računalima visokih performansi za rješavanje problema iz kemije i materijala thequantuminsider.com. Već sada, tvrtke iz farmacije, energetike, financija i zrakoplovstva eksperimentiraju s kvantnim računalima za zadatke iz stvarnog svijeta time.com. Kako su dvojica izvršnih direktora industrije napisala u časopisu Time, “kvantna era je već započela”, a kvantni hardver i softver napreduju “munjevitom brzinom” u posljednjih 18 mjeseci time.com.

Što slijedi? S ovim probojnim otkrićima, kvantno računarstvo postupno odbacuje reputaciju dalekog sna i postaje alat za rješavanje stvarnih problema. Kubi s ispravkom pogrešaka i stabilni topološki kubiti mogli bi se pojaviti u roku od nekoliko godina, omogućujući strojeve koji pouzdano nadmašuju klasična superračunala u korisnim zadacima. Posljedice su goleme: mogli bismo dizajnirati nove lijekove i materijale simuliranjem kemije na kvantnoj razini, optimizirati složenu logistiku i AI modele, pa čak i riješiti probleme koji su danas nerješivi. Iako izazovi ostaju (skaliranje na tisuće ili milijune kubita, poboljšanje kvalitete kubita i smanjenje troškova), nedavni napredak sugerira da korisna kvantna računala mogu doći mnogo prije nego što su mnogi očekivali. Kako je navedeno u jednom izvješću, umjesto jednog “aha trenutka”, kvantna revolucija dolazi kroz “proboje u performansama, riješene probleme i trajno stvaranje vrijednosti” – često iza kulisa, ali već u tijeku time.com.

Kvantna komunikacija: Izgradnja kvantnog interneta

Kvantna komunikacija koristi kvantna stanja (poput isprepletenih fotona) za omogućavanje ultra-sigurnog, trenutnog prijenosa informacija. Za razliku od običnih signala, kvantne informacije mogu se prenositi na načine koje prisluškivači ne mogu presresti bez otkrivanja, postavljajući temelje za neprobojni kvantni Internet. Tijekom protekle godine, zabilježen je izuzetan napredak koji ovu viziju približava stvarnosti:

Teleportacija na postojećoj optici: U eksperimentu koji je prvi u svijetu, inženjeri sa Sveučilišta Northwestern teleportirali su kvantne informacije preko 30 km optičkog kabela koji je istovremeno prenosio uobičajeni internetski promet news.northwestern.edu. Postigli su kvantnu teleportaciju (prijenos stanja kubita s jedne lokacije na drugu, putem isprepletenosti) preko standardne optike pažljivo izbjegavajući smetnje iz klasičnih podatkovnih tokova. “Ovo je nevjerojatno uzbudljivo jer nitko nije mislio da je to moguće,” rekao je prof. Prem Kumar, koji je vodio studiju news.northwestern.edu. “Naš rad pokazuje put prema sljedećoj generaciji kvantnih i klasičnih mreža koje dijele jedinstvenu infrastrukturu… zapravo, to otvara vrata za podizanje kvantnih komunikacija na višu razinu.” news.northwestern.edu Pronalaskom pravog “prozora” valne duljine i filtriranjem šuma, tim je dokazao da kvantni signali mogu koegzistirati s uobičajenim internetskim prometom u istoj optici news.northwestern.edu. To znači da možda nećemo trebati posebne kvantne kabele; budući kvantni internet mogao bi koristiti današnje optičke mreže, čime bi se drastično smanjile prepreke za implementaciju news.northwestern.edu.
Zapletenost na daljinu, neprekinuta: U travnju 2025. istraživači iz Deutsche Telekomovih T-Labs i Qunnecta demonstrirali su održivu distribuciju zapletenih fotona preko 30 km komercijalnog optičkog vlakna s 99% vjernosti, neprekidno tijekom 17 dana telekom.com. Ova stabilnost i dostupnost su bez presedana. Pokazuje da se zapletene veze – okosnica kvantnih mreža – mogu pouzdano održavati u stvarnim uvjetima. Dosljedno visoka vjernost zapletenosti na velikim udaljenostima ključan je korak prema kvantnim repetitorima i mrežama velikih razmjera. Činjenica da je to postignuto na standardno postavljenoj optici u metropolitanskom Berlinu naglašava da tehnologija kvantnih mreža izlazi iz laboratorija u praktične postavke telekom.com.
Širenje kvantnih mreža: Kvantni komunikacijski testbedovi brzo se šire diljem svijeta. Nacionalni projekti povezuju gradove kvantno-kriptiranim optičkim linijama i satelitima. Na primjer, Kina ima operativnu kvantnu vezu od 2.000 km između Pekinga i Šangaja koristeći QKD satelite i vlakna, a europske suradnje povezuju više zemalja u nastajuću “kvantnu okosnicu”. U SAD-u su nacionalni laboratoriji i sveučilišta formirali metropolitanske kvantne mrežne testbedove (poput 124-miljske mreže Chicago Quantum Exchangea) za eksperimentiranje sa zamjenom zapletenosti i kvantnim repetitorima. Svi ti napori vode prema krajnjem cilju: kvantni internet koji obuhvaća cijeli svijet i omogućuje potpuno sigurne komunikacije i distribuirano kvantno računalstvo. Nedavni pomaci u kvantnoj memoriji i repetitorskim čvorovima (uređaji koji pohranjuju i produžuju zapletenost) poboljšavaju udaljenost i pouzdanost kvantnih veza news.northwestern.edu, dok mali kvantni sateliti pokazuju mogućnost slanja zapletenih fotona između kontinenata.

Što slijedi? U bliskoj budućnosti očekuje se da će kvantno osigurane komunikacije početi štititi osjetljive podatke. Banke, vlade i zdravstvene ustanove već testiraju QKD za neprobojnu enkripciju kritičnih veza. Kako kvantne mreže rastu, vidjet ćemo pojavu kvantnih oblaka – sigurnih mreža u kojima se kvantnim računalima može pristupiti na daljinu, a zapletenost jamči privatnost. U konačnici, potpuni kvantni internet mogao bi povezati kvantne uređaje diljem svijeta, omogućujući postignuća poput slijepog kvantnog računalstva (izvođenje izračuna na udaljenom kvantnom poslužitelju uz zajamčenu privatnost) i sinkronizaciju atomskih satova diljem svijeta s neviđenom preciznošću. Zaključak: kvantna komunikacija obećava Internet imun na prisluškivanje, štiteći našu buduću digitalnu infrastrukturu čak i od kvantnih računala koja bi mogla probiti današnju enkripciju.

Kvantna detekcija: neviđena preciznost i novi horizonti

Kvantna detekcija primjenjuje kvantne pojave za mjerenje fizičkih veličina s iznimnom osjetljivošću i preciznošću, daleko iznad mogućnosti konvencionalnih senzora. Iskorištavanjem efekata poput superpozicije i zapletenosti, kvantni senzori mogu detektirati najsitnije promjene u poljima, silama i vremenu. Nedavni napreci donose mogućnosti senzora koje zvuče gotovo kao znanstvena fantastika:

Slikanje atoma i polja na atomskoj skali: Sredinom 2024. međunarodni tim predvođen Forschungszentrum Jülich iz Njemačke predstavio je prvi kvantni senzor na svijetu za “atomski svijet” – senzor sposoban detektirati električna i magnetska polja s prostornom rezolucijom od desetine angstrema (10^−10 m), otprilike veličine jednog atoma fz-juelich.de. To su postigli pričvršćivanjem jedne molekule na vrh skenirajućeg mikroskopa, koristeći kvantni spin molekule za detekciju polja na izuzetno maloj udaljenosti fz-juelich.de. “Ovaj kvantni senzor mijenja pravila igre, jer pruža slike materijala bogate kao MRI i istovremeno postavlja novi standard za prostornu rezoluciju,” rekao je dr. Taner Esat, glavni autor fz-juelich.de. Drugim riječima, mogu vizualizirati elektromagnetske krajolike unutar materijala atom-po-atom – sposobnost koja će revolucionirati naše razumijevanje materijala, katalize i nanoelektronike. Ovaj alat može istraživati defekte u kvantnim čipovima, mapirati atome u poluvodiču ili čak pregledavati biomolekule, sve s neusporedivom razinom detalja.
Paralelno kvantno osjetilo i bolje mjerenje: Krajem 2024. znanstvenici iz Oak Ridge National Lab (ORNL) izvijestili su o novoj platformi za kvantno poboljšano osjetilo koja koristi stisnutu svjetlost za poboljšanje osjetljivosti na više senzora istovremeno ornl.gov. Slanjem posebno koreliranih fotona (parovi svjetlosnih zraka s kvantno povezanim svojstvima šuma) u niz od četiri senzora, postigli su istovremena poboljšanja osjetljivosti od ~23% na svim senzorima u odnosu na klasična ograničenja ornl.gov. Ovo je jedna od prvih demonstracija paralelnog kvantnog osjetila, gdje se više lokacija ispituje s kvantnom prednošću u isto vrijeme. “Tipično koristite [kvantne] korelacije za poboljšanje mjerenja… Ono što smo mi napravili je kombinacija vremenskih i prostornh korelacija kako bismo ispitali nekoliko senzora istovremeno i dobili istovremeno kvantno poboljšanje za sve njih,” objasnio je Alberto Marino iz ORNL-a ornl.gov. Ovaj pristup mogao bi biti ključan za primjene poput detekcije tamne tvari, gdje veliki nizovi senzora moraju svi biti gurnuti iznad klasične osjetljivosti ornl.gov. Također bi mogao omogućiti brže kvantno snimanje i medicinsku dijagnostiku hvatanjem više podataka odjednom.
Kvantni senzori u svakodnevnom životu: Tehnologije kvantnog osjetila također sazrijevaju za stvarnu upotrebu. Na primjer, kvantni magnetometri temeljeni na dijamantnim centarima dušik-praznina (NV) sada mogu detektirati slabe magnetske signale neuralne aktivnosti u mozgu ili prisutnost rijetkih minerala pod zemljom, zadatke koji su prije bili nemogući bez ogromnih strojeva. Senzori interferometra s ultrahladnim atomima testiraju se na terenu za navigacijske sustave koji ne ovise o GPS-u, mjereći sitne promjene u inerciji i gravitaciji za praćenje kretanja s iznimnom preciznošću. A napredak u atomskim satovima nastavlja rušiti rekorde: današnji najbolji optički rešetkasti satovi toliko su precizni da mogu mjeriti Einsteinovu gravitacijsku dilataciju vremena na visinskoj razlici od samo jednog milimetra, detektirajući kako vrijeme neznatno sporije teče bliže Zemljinoj gravitacijskoj jami physicsworld.com. Ova nevjerojatna preciznost zapravo pretvara satove u gravitacijske senzore i mogla bi dovesti do novih tehnika geodezije (mapiranje varijacija gustoće Zemlje putem dilatacije vremena).

Što slijedi? Kvantni senzori su na pragu preoblikovanja mnogih industrija. U zdravstvu, SQUID magnetometri i senzori na bazi dijamanata mogli bi omogućiti ultra-visokorezolucijske MRI pretrage ili sučelja mozak-stroj detektiranjem sićušnih biomagnetskih polja. U navigaciji i geologiji, kvantni gravimetri i akcelerometri mogu omogućiti navigaciju neovisnu o GPS-u za zrakoplove i podzemna istraživanja detektiranjem gravitacijskih anomalija ili promjena u inerciji. Nacionalna obrana koristit će kvantne senzore za otkrivanje nevidljivih objekata ili podzemnih objekata (uočavanjem suptilnih promjena u gravitaciji ili magnetskim poljima). Čak i potraga za tamnom materijom i gravitacijskim valovima ima koristi – izuzetna osjetljivost kvantnih uređaja otvara nove prozore u temeljnu fiziku. Kako ovi senzori postaju kompaktniji i robusniji, možemo očekivati novu eru instrumenata koji mjere svijet (i svemir) s neviđenom preciznošću, dajući nam povratne informacije i mogućnosti koje su prije bile jednostavno nedostižne.

Kvantni materijali: otkrivanje građevnih blokova kvantnog doba

Temelj svih gore navedenih napredaka su kvantni materijali – tvari s izvanrednim kvantnomehaničkim svojstvima koje omogućuju nove tehnologije. Kvantni materijali uključuju supravodiče (koji provode električnu energiju bez otpora), topološke izolatore (koji provode duž svojih rubova, ali ne i unutrašnjosti), kvantne magnete i druge egzotične faze materije. Tijekom protekle godine, znanstvenici su ostvarili uzbudljiva otkrića u znanosti o kvantnim materijalima, približavajući nas probojnicama poput praktičnih supravodiča i kvbita otpornijih na greške:

Topološki supravodiči – novo stanje materije: Jedno od najvažnijih postignuća bilo je stvaranje topološkog supravodiča u Microsoft/UCSB kvantnom procesoru o kojem je ranije bilo riječi. Inženjeringom hibridnog materijala od poluvodiča (indijev arsenid) i supravodiča (aluminij) i hlađenjem gotovo do apsolutne nule pod specifičnim magnetskim poljima, istraživači su inducirali novu fazu materije koja sadrži Majorana nulte modove na svojim krajevima azure.microsoft.com. Ovi Majorana modovi su temelj topoloških kvbita, jer pohranjuju kvantne informacije nelokalno (informacija je “raspršena” u materijalu i time zaštićena). “Gotovo stoljeće, ti kvazičestice postojale su samo u udžbenicima. Sada ih možemo stvarati i kontrolirati po potrebi,” istaknuo je Microsoftov tim azure.microsoft.com. Uspješno ostvarenje topološke supravodljive faze nije samo proboj u računarstvu, već i remek-djelo znanosti o materijalima – potvrđujući dugo teoretizirano stanje materije u laboratoriju. Topološki supravodiči su uzbudljivi jer bi mogli omogućiti elektroničke uređaje bez gubitka energije i inherentno robusne kvantne bitove. Ovogodišnji rezultat je dokaz koncepta da se takvi materijali mogu izraditi i manipulirati njima, otvarajući put za kvantnu elektroniku nove generacije.
Nove kvantne faze i “nekonvencionalni” supravodiči: Istraživači također otkrivaju prirodno prisutne kvantne materijale s neobičnim svojstvima. U jednom primjeru, tim sa Sveučilišta Cornell pronašao je dokaze za “val gustoće parova” u spoju zvanom uranijev ditelurid (UTe₂) – u suštini kristalni uzorak elektronskih parova u supravodiču physics.cornell.edu. Ovo novo stanje je oblik topološke kvantne tvari gdje se Cooperovi parovi (elektronski parovi odgovorni za supravodljivost) raspoređuju u uzorak stojećeg vala umjesto uobičajenog uniformnog kondenzata physics.cornell.edu. “Ono što smo detektirali je novo stanje kvantne tvari – topološki val gustoće parova sastavljen od spin-triplet Cooperovih parova,” rekao je dr. Qiangqiang Gu, napominjući da je to prvi put da je takvo stanje opaženo physics.cornell.edu. Spin-triplet (neparne parnosti) supravodiči poput UTe₂ su sveti gral jer bi mogli prirodno podržavati Majorana modove za kvantno računarstvo physics.cornell.edu. Ovo otkriće nagovještava da priroda možda sadrži kvantne faze koje nikada nismo vidjeli, sa svojstvima spremnima za iskorištavanje u budućim tehnologijama. U međuvremenu, znanstvenici materijala napreduju u sintezi novih 2D materijala (poput nedavno otkrivenog teškog fermionskog 2D materijala CeSiI koji pokazuje neobično ponašanje elektrona azonano.com purdue.edu) i kombiniranju materijala na domišljate načine – na primjer, slaganjem listića grafena pod “magičnim kutom” kako bi se inducirala supravodljivost, ili spajanjem magneta i supravodiča radi stvaranja novih efekata. Svaki novi kvantni materijal koji se otkrije ili stvori proširuje paletu alata koje će inženjeri imati za izgradnju kvantnih uređaja.
Materijali za kubite i uređaje: Velik dio kvantnog inženjeringa ovisi o pronalaženju materijala koji mogu sadržavati kubite s niskim stopama pogrešaka. Tijekom protekle godine ostvaren je napredak na više frontova. Istraživači su pokazali da defekti u širokopojasnim poluvodičima (poput praznina u dijamantu ili dopanata u silicijevom karbidu) mogu služiti kao stabilni kubiti koji rade čak i na sobnoj temperaturi, što bi moglo biti izvrsno za kvantne senzore i jednostavne kvantne procesore. Drugo istraživanje pokazalo je izradu kubita od rijetkog zemnog elementa erbija ugrađenog u različite kristalne podloge, naglašavajući kako izbor materijala utječe na kvantna svojstva pme.uchicago.edu. Istražujući nove materijale za poznate sustave kubita (erbijevi spinovi, silicijeve kvantne točke itd.), znanstvenici optimiziraju vrijeme koherencije i povezivost. Jedan od glavnih prekretnica došla je iz materijalno usmjerenog pristupa Argonne National Lab-a: izgradili su novi kubit i postigli vrijeme koherencije od 0,1 milisekunde – gotovo 1000 puta duže od prethodnog rekorda za tu vrstu pme.uchicago.edu. To je postignuto inovacijama u materijalima koje su smanjile šum i izolaciju za kubit. Dulje vrijeme koherencije znači da se na kubitu može izvesti više operacija prije nego što se informacija izgubi, pa ta poboljšanja izravno vode do moćnijih i pouzdanijih kvantnih računala. Jednostavno rečeno, bolji materijali = bolji kubiti.

Što slijedi? Potraga za revolucionarnim materijalima nastavit će gurati kvantno inženjerstvo naprijed. Glavni cilj je supervodič na sobnoj temperaturi – materijal koji supervodljivo djeluje bez ekstremnog hlađenja. Takvo otkriće bi promijenilo igru (omogućilo bi mreže za prijenos električne energije bez gubitaka, jeftine MRI uređaje, maglev prijevoz i kvantne uređaje koji rade u uobičajenim uvjetima). Godine 2023. svijet je dobio uvid u pomamu koju bi takav proboj mogao izazvati kada je materijal nazvan “LK-99” proglašen supervodičem na sobnoj temperaturi – izazvao je viralno uzbuđenje, ali je brzo opovrgnut rigoroznim testiranjem lens.monash.edu, podsjećajući nas da izvanredne tvrdnje zahtijevaju izvanredne dokaze. Iako pravi supervodič na sobnoj temperaturi još uvijek izmiče, ostvaruje se postupan napredak: kritične temperature poznatih supervodiča polako rastu, a novi spojevi (ponekad pod visokim tlakom) pokazali su supervodljivost bliže uobičajenim uvjetima. Osim supervodiča, znanstvenici aktivno tragaju za materijalima koji mogu sadržavati robustnije kubite (npr. materijali s niskim nuklearnim spinom za dulju koherenciju ili topološki materijali za kubite otporne na pogreške), kao i materijalima koji mogu emitirati pojedinačne fotone ili upletene fotone na zahtjev za komunikaciju. Istraživanje kvantnih materijala je ključna točka cijelog područja – svako novo otkriće može se proširiti na bolje kvantne uređaje i primjene. U nadolazećim godinama očekujte otkrivanje iznenađujućih novih faza materije i više “dizajniranih” materijala (poput Microsoftovog “topokonduktora” azure.microsoft.com ili drugih inženjerskih struktura) koji otključavaju mogućnosti koje još nismo ni zamislili.

Zaključak: Kvantno-inženjerska budućnost

Od ultra-moćnih računala do neprobojnih komunikacija, ultra-preciznih senzora i novih stanja materije, proboji u kvantnom inženjerstvu nisu samo intelektualno uzbudljivi – oni najavljuju transformativne promjene za društvo u ne tako dalekoj budućnosti. Ključno je da se ova područja ne razvijaju izolirano: napredak u jednom često potiče napredak u drugima. Na primjer, bolji kvantni materijali omogućuju stabilnije kubite; poboljšana kvantna računala pomažu u dizajniranju novih materijala; kvantne mreže će povezivati kvantna računala, pojačavajući njihovu snagu; a kvantni senzori će pomoći u karakterizaciji materijala i uređaja na atomskoj razini. Svjedočimo ranim fazama začaranog kruga inovacija.

Za širu javnost, implikacije ovih ezoteričnih napredaka postat će opipljive na razne načine:

Zdravstvo i kemija: Kvantna računala mogla bi modelirati lijekove i proteine s preciznošću na razini atoma, što bi dovelo do lijekova i materijala dizajniranih na računalima umjesto metodom pokušaja i pogreške. Kvantni senzori mogli bi omogućiti rano otkrivanje bolesti putem sitnih biomarkera ili naprednog snimanja mozga.
Kibernetička sigurnost i privatnost: Kvantna komunikacija će vjerojatno osigurati naše financijske transakcije i povjerljive podatke putem kvantne enkripcije koju hakeri (čak ni s kvantnim računalima) ne mogu probiti. Možda ćemo obavljati osjetljive poslovne ili diplomatske komunikacije s apsolutnom povjerljivošću zajamčenom zakonima fizike.
Računarstvo i umjetna inteligencija: Kako kvantni procesori počnu rješavati probleme optimizacije i strojnog učenja, vidjet ćemo poboljšanja u svemu, od logistike opskrbnog lanca do modeliranja klime i mogućnosti umjetne inteligencije. Neki zadaci s kojima se današnja umjetna inteligencija muči mogli bi popustiti pred hibridnim kvantno-klasičnim algoritmima koji će raditi na budućim kvantno-akceleriranim cloud platformama.
Senzori i navigacija: Naši telefoni i vozila bi jednog dana mogli sadržavati kvantne žiroskope i akcelerometre, omogućujući ultra-preciznu navigaciju čak i kada GPS nije dostupan. Kvantni gravitacijski senzori mogli bi skenirati podzemlje u potrazi za mineralima ili nadzirati vulkane i rasjede detektirajući promjene gustoće. Možda ćemo čak imati nosive uređaje koji koriste kvantne senzore za neinvazivno praćenje našeg zdravlja.
Energija i industrija: Kvantni materijali poput visokotemperaturnih supravodiča mogli bi revolucionirati električnu mrežu i transport s vodovima bez gubitaka, učinkovitom magnetskom levitacijom i boljim baterijama (kvantno računarstvo se već koristi za traženje poboljšane kemije baterija time.com). Industrijski procesi mogli bi imati koristi od kvantno-optimiziranih dizajna i katalizatora.

Ukratko, kvantno inženjerstvo je na pragu da postane temelj tehnologije 21. stoljeća, baš kao što je klasična elektronika bila u 20. stoljeću. Kako se ova otkrića nastavljaju ubrzanim tempom, približavaju nas budućnosti u kojoj kvantni uređaji rješavaju važne probleme, štite naše podatke i otkrivaju dublje istine o svemiru. Uzbudljivo je vrijeme na granici znanosti – kvantna budućnost više nije spekulacija, ona se upravo sada inženjerski ostvaruje, jedno otkriće za drugim.

Izvori:

Google Quantum AI – Hartmut Neven, “Meet Willow, our state-of-the-art quantum chip,” Google Blog (prosinac 2024.) blog.google.
University of California, Santa Barbara – Sonia Fernandez, “‘We have created a new state of matter’: New topological quantum processor marks breakthrough in computing,” (20. veljače 2025.) universityofcalifornia.edu.
Sveučilište Northwestern – Amanda Morris, “Prva demonstracija kvantne teleportacije putem zauzetih internetskih kabela,” (20. prosinca 2024.) news.northwestern.edu.
Deutsche Telekom T-Labs – Verena Fulde, “Proboj za kvantni internet – iz laboratorija u stvarni svijet,” (15. travnja 2025.) telekom.com.
Forschungszentrum Jülich – Priopćenje za medije, “Kvantni senzor za atomski svijet,” (1. kolovoza 2024.) fz-juelich.de.
Oak Ridge National Lab – Mark Alewine, “Istraživači otkrivaju kvantnu prednost koja bi mogla unaprijediti buduće senzorske uređaje,” ORNL News (16. listopada 2024.) ornl.gov.
Sveučilište Cornell – “Proboj identificira novo stanje topološke kvantne tvari,” Cornell Chronicle (10. srpnja 2023.) physics.cornell.edu.
University of Chicago PME – “Svjetski dan kvantne fizike 2024.: Najnovija dostignuća u kvantnoj znanosti i tehnologiji,” (12. travnja 2024.) pme.uchicago.edu.
Time Magazine – Vimal Kapur & Rajeeb Hazra, “Kvantna era je već započela,” (rujan 2024.) time.com.
Nature/ACS Publications – Dokazi koji pobijaju tvrdnju o supravodljivosti LK-99 na sobnoj temperaturi (2023.) lens.monash.edu.