Polscy naukowcy zawstydzili amerykańskich gigantów. Stworzyli najlepszy algorytm dla komputerów kwantowych

Polski startup Quantumz to firma założona przez grupę naukowców z polskich uczelni. To matematycy, informatycy i fizycy, których celem jest "ujarzmienie kwantów". Do tej pory pozyskali 7 mln dolarów. W tym 1 mln dolarów od inwestorów i 6 mln w formie grantów od PARP i NCBiR. Osiągnięcie? Stworzenie technologii, która zgodnie z ich badaniami jest absolutnie najlepsza na świecie. W testach pokonała osiągnięcie firm, które na rozwój algorytmów pozyskały setki milionów dolarów.

– To prawda, że globalni gracze inwestują ogromne pieniądze w badania i rozwój. To właśnie potwierdza, że kierunek, w którym podążamy, ma fundamentalne znaczenie dla przyszłości technologii. Nasza przewaga nie wynika jednak tylko z samego algorytmu, ale z połączenia trzech kluczowych czynników. To unikatowy know-how zespołu, zdolność do szybkiej adaptacji oraz ścisłe skupienia na praktycznych zastosowaniach – mówi XYZ.pl Kamil Hendzel, twórca i prezes startupu Quantumz.

– Wierzymy, że budowa koprocesora kwantowego pozwoli nam osiągnąć skalowalność w rzeczywistych warunkach – dodaje Bartłomiej Gardas, CSO startupu.

Przykładowo kanadyjska firma D-Wave pozyskała do tej pory 300 mln dolarów od inwestorów. Jej wycena to 5 mld dolarów. Jej rozwiązanie, jak deklaruje Quantumz, osiąga gorsze wyniki niż polski algorytm.

Wielkie osiągnięcie Quantumz

Na czym polega technologia Quantumz?

Klasyczne komputery przechowują dane jako zera i jedynki, a ich obliczenia są dokładne i przewidywalne. Komputery kwantowe korzystają z kubitów, które mogą być jednocześnie zerem i jedynką – w pewnym sensie w „mieszance obu stanów”. Dzięki temu mogą wykonywać szczególnie złożone obliczenia znacznie szybciej niż klasyczne maszyny. Problem w tym, że łatwo popełniają błędy. Dlatego potrzebne są specjalne algorytmy i metody korekcji błędów, które sprawiają, że wyniki będą wiarygodne.

Quantumz skoncentrował się na jednym z dwóch podstawowych typów komputerów kwantowych – procesorach wyżarzania kwantowego. Tak powstał algorytm VeloxQ 1, który potrafi nim "zarządzać".

Zdaniem inwestora

W poszukiwaniu pieniędzy

To osiągnięcie jest obiektywnie zaskakujące: mały zespół w Polsce, ograniczone fundusze, a wynik przebija wielkich graczy o lata świetlne — i to w metryce, którą branża uznaje. To robi wrażenie w rozmowach z ekspertami. Firma powstała ok. trzy lata temu, od dwóch intensywnie rozwija obecny kierunek. Pozyskała około 5 mln euro finansowania grantowego. To pozwoliło dojść do obecnego etapu.

Teraz organizujemy rundę seed i szukamy 3,5 mln euro. To świadomie „szczupła” runda: zespół potrafi działać efektywnie kapitałowo. Na serię A celujemy już w ponad 10 mln euro, po dowiezieniu hybrydowego solvera [programu rozwiązującego problemy przy użyciu komputerów kwantowych i tradycyjnych – red.]. Chcemy miksu funduszy z Europy Środkowej i Wschodniej oraz jednego inwestora z USA lub Zachodniej Europy.

Cel to działający hybrydowy solver do kolejnych benchmarków. Chcemy zrealizować go w ok. 18 miesięcy. Sensowne zastosowania biznesowe to zakres szacunkowo 3–5 lat. Zobaczymy, co pokaże praktyka.

Maciej Jarząb,

szef funduszu Horaizon

Wyżarzacz kwantowy i pomysł startupu

– Quantumz wziął „na warsztat” wyżarzacz kwantowy i stworzył oprogramowanie, które emuluje [wiernie naśladuje – red.] jego działanie na klasycznym sprzęcie, np. GPU Nvidii. W benchmarkach okazało się, że algorytm – uruchomiony na komputerze klasycznym – osiąga wyniki do 10 tys. razy lepsze niż najlepsze dostępne dziś wyżarzacze kwantowe – komentuje Szymon Klemeński, menadżer ds. inwestycyjnych w funduszu Horaizon, który zainwestował w startup w 2023 r.

Jak wynika z testów, algorytm potrafi przetwarzać 200 mln zmiennych binarnych. To kilkakrotnie więcej niż osiągnięcia amerykańskich czy kanadyjskich firm. Co więcej, VeloxQ 1 działa na standardowych komputerach bez konieczności stosowania drogiego sprzętu kwantowego.

VeloxQ "symuluje" komputer kwantowy na zwykłym sprzęcie. I jest pierwszym etapem projektu, który może stać się fundamentem do rozwoju komputerów kwantowych.

Dlaczego technologia nie została zastosowana bezpośrednio na komputerach kwantowych?

– Quantumz nie produkuje hardware’u i na razie nie planuje. To spółka software’owa. Benchmark na klasycznym sprzęcie miał pokazać granice możliwości i porównać je z rynkiem. Zespół podchodzi trzeźwo: technologia kwantowa jest rozwijana od lat, ale komputery klasyczne w wielu aspektach wciąż prowadzą. Quantums sprawdza, weryfikuje i buduje realistyczny obraz sektora. Wszyscy wiemy, że do szerokiej użyteczności w biznesie wciąż jest kilka lat. Dziś jesteśmy na etapie szukania właściwych zastosowań – deklaruje przedstawiciel funduszu Horaizon.

Szansa w hybrydowych kwantach

Jeden z możliwych scenariuszy rozwoju technologii kwantowych to rozwiązania hybrydowe: część problemu liczy komputer klasyczny, a część kwantowy.

– Strategia Quantums to algorytmy hybrydowe, które inteligentnie dzielą pracę między klasyczne i kwantowe komponenty. Dobrze to oddaje metafora pięcioboju: nie wystawiamy jednego zawodnika od wszystkiego, tylko najlepszych do poszczególnych konkurencji. Tak samo łączymy komputery klasyczne i kwantowe. Co ważne, Quantums nie zakłada dogmatu, że kwanty zaraz wszystko zastąpią. Przeciwnie: dziś nie wiemy, czy przejmą rolę klasyków. Zespół pokazał, że algorytm inspirowany fizyką kwantową, uruchomiony na sprzęcie klasycznym, może bić najlepsze wyżarzacze. Wyścig trwa – dodaje Szymon Klemeński.

Polska technologia w świecie kwantów

Quantumz powstaje głównie w Polsce. To tu działa większość z kilkunastoosobowego grona naukowców, którzy działają dla startupu. To profesorowie i doktorzy z Krakowa, Gliwic czy Warszawy. Kilka osób to obcokrajowcy, np. z Brazylii. Pieniądze z nowej rundy finansowej pozwolą na zwiększenie zatrudnienia.

– Nasz zespół to eksperci z doświadczeniem w fizyce kwantowej, matematyce stosowanej i inżynierii algorytmów, którzy wspólnie wypracowali podejście łączące najlepsze cechy rozwiązań klasycznych i kwantowych. Co istotne, zgodnie z szacunkami przedstawionymi w naszym opublikowanym artykule, obecnie znajdujemy się około 30 lat przed konkurencją. To ogromna różnica, która pokazuje, że nasze rozwiązanie jest nie tylko innowacyjne, ale również wyprzedza obecne trendy badawcze o całe dekady – deklaruje prezes firmy.

Zespół pracował nad technologią dwa lata. Dlaczego udało się osiągnąć tak dużą przewagę? Zdaniem Kamila Hendzela wynika to ze specyfiki funkcjonowania amerykańskich korporacji. Prowadzą wiele projektów i są ograniczone rozbudowaną strukturą decyzyjną.

Ekspansja w polskim stylu

– My działamy dynamicznie i możemy szybko testować, udoskonalać i wdrażać nowe koncepcje. Chcemy osiągać nowe szczyty naukowe, ale rozwijamy technologię z celem zastosowania jej w biznesie – mówi Kamil Hendzel.

Oczywiście ryzyko konkurencji jest realne.

– Mimo że z reguły takie firmy pracują głównie nad samymi komputerami kwantowymi, a nie nad oprogramowaniem do nich, należy mieć je na uwadze. Oczywiście zawsze istnieje ryzyko, że duzi gracze będą próbowali replikować pewne rozwiązania. Jednak naszą największą przewagą nie jest sam pomysł, lecz zespół, który go realizuje. Tworzymy interdyscyplinarną grupę specjalistów z obszaru fizyki kwantowej, algorytmiki i inżynierii oprogramowania, którzy pracują ze sobą w sposób niezwykle zwinny i innowacyjny – dodaje Kamil Hendzel.

LOT przetestuje osiągnięcie

Startup szuka biznesowego zastosowania swojej technologii. Chce rozwiązywać realne, ważne problemy w takich branżach, jak logistyka, porty, trenowanie modeli itp. Dlatego zespół pracuje z partnerami biznesowymi.

– Niedawno ruszył projekt z LOT-em. Przewoźnik testuje założenia optymalizacji siatki połączeń i zużycia paliwa. To wciąż etap doboru use case’ów i walidacji. Projekt dopiero wystartował, finansowany jest grantem rządowym. Chodzi o dostosowanie algorytmów do problemów optymalizacyjnych: planowanie tras, prac, zasobów, zużycia paliwa. W takich zadaniach wraz z liczbą zmiennych złożoność rośnie wykładniczo — klasyczne silniki szybko dochodzą do limitów. Tu hybryda może dać przewagę – komentuje Szymon Klemeński.

Quantumz szuka finansowania

Do tej pory startup pozyskał 8 mln dolarów, głównie w formie grantów. Ambicje są jednak dużo większe. By rozwinąć technologię, firma potrzebuje jednak dostępu do prawdziwych komputerów kwantowych oraz większego zatrudnienia. Dlatego rozpoczęto poszukiwania nowych inwestorów do rundy seed. Cel? 3,5 mln dolarów.

– Dzięki środkom z tej rundy finansowania planujemy stworzyć hybrydowy solver, wykorzystujący zarówno zasoby klasyczne (GPU), jak i kwantowe, w szczególności wyżarzacz kwantowy. Integralnym elementem projektu będzie także opracowanie translatora – narzędzia, które pozwala przekształcić problem biznesowy w problem fizyczny możliwy do rozwiązania za pomocą algorytmów VeloxQ. Kolejną rundę finansowania przewidujemy pozyskać około dwóch lat po zakończeniu bieżącej rundy. Pierwsze komercjalizacje planujemy w 2027 roku, a nasz system będzie oferowany dużym przedsiębiorstwom w modelu opłaty integracyjnej oraz rocznej licencji – deklaruje prezes Quantumz.

Firma widzi potencjał do rozwoju w branżach, w których duże firmy generują ogromne ilości danych i wymagają zaawansowanej optymalizacji procesów.

– Dotyczy to m.in. logistyki, trenowania modeli sztucznej inteligencji, obliczania trajektorii rakiet czy optymalizacji portfeli inwestycyjnych. W każdym z tych obszarów będziemy weryfikować praktyczne zastosowanie naszej technologii – dodaje Kamil Hendzel.

Kolejny krok rozwoju to oprogramowanie VeloxQ Orchestrator dla komputerów kwantowych i/lub zwykłych urządzeń.

– Dla użytkownika to w praktyce „koprocesor optymalizacyjny”, tyle że definiowany programowo i otwarty na różne architektury. W kolejnym kroku warstwa obliczeniowa będzie przyspieszana sprzętowo po stronie klasycznej, by obniżać latencję [opóźnienie między sygnałami – red.] i koszty. Dzięki temu doświadczenie „koprocesora” stanie się bardziej sprzętowe – bez czekania na przełomy w fizycznych QPU [komputerach kwantowych – red.] – a jednocześnie pozostanie kompatybilne z nimi, gdy rynek dojrzeje – deklaruje twórca startupu.

Ostrożnie z hurraoptymizmem

Przedstawiciele spółki są jednak realistami.

– Na obecnym etapie trudno jednoznacznie wskazać sektor, w którym nasza technologia okaże się najbardziej przełomowa. Rynek technologii kwantowych wciąż się kształtuje, a poza środowiskiem akademickim nie są one jeszcze wykorzystywane na szeroką skalę. Naszym głównym obszarem zainteresowania pozostają problemy optymalizacyjne, ponieważ właśnie w tym zakresie komputery kwantowe wykazują największy potencjał przewagi nad klasycznymi rozwiązaniami. Obecnie testujemy zastosowanie technologii w transporcie lotniczym, dostrzegając jednocześnie duży potencjał w sektorze logistyki oraz w trenowaniu modeli sztucznej inteligencji. Ostateczny kierunek przyjęcia przez rynek będzie jednak zależał od dynamiki całego sektora. Naszą wizją jest, aby technologia VeloxQ stała się naturalnym pomostem między systemami klasycznymi a kwantowymi, czyniąc adopcję łatwiejszą i bardziej dostępną dla dużych przedsiębiorstw – komentuje szef startupu.

Jeśli zespół pokaże kolejne sukcesy, liczy na budowę krytycznej masy, która zainteresuje gigantów, takich jak: IBM, Microsoft czy Amazon.

– Te firmy mogą chcieć to kupić. To oprogramowanie; jeśli algorytmy realnie performują, mają dużą wartość. Trzeba też mieć dystans do „wielkich claimów” niektórych startupów: nawet giganci po miliardach inwestycji publikują głównie wyniki naukowe, a biznesowe wdrożenia są rzadkie – zauważa Szymon Klemeński.

Główne wnioski

1. Polski startup Quantumz mimo ograniczonych zasobów i niewielkiego zespołu osiągnął sukces technologiczny w dziedzinie informatyki kwantowej. Opracował algorytm VeloxQ 1, który w testach wykazał do 10 tysięcy razy lepszą wydajność niż konkurencyjne rozwiązania działające na sprzęcie kwantowym, w tym od renomowanych firm jak D-Wave czy Kipu Quantum. Algorytm działa na klasycznym sprzęcie, co czyni go bardziej dostępnym i praktycznym w obecnym stanie rozwoju technologii. To osiągnięcie może stać się fundamentem przyszłego systemu operacyjnego dla komputerów kwantowych.
2. Zespół Quantumz, złożony z naukowców z polskich i zagranicznych uczelni, postawił na rozwój hybrydowych algorytmów. Łączą one klasyczne i kwantowe podejście do przetwarzania danych. Startup nie produkuje sprzętu, lecz skupia się na oprogramowaniu i jego praktycznym zastosowaniu w biznesie. Przedstawiciele firmy zdają sobie sprawę, że komputery kwantowe jeszcze nie są gotowe do powszechnego użycia, ale widzą potencjał w konkretnych sektorach, takich jak logistyka czy optymalizacja tras lotniczych.
3. Quantumz planuje dalszy rozwój technologii, szukając finansowania i partnerów przemysłowych, takich jak LOT, z którym realizuje pilotażowy projekt. Celem jest stworzenie hybrydowego solvera i narzędzia tłumaczącego problemy biznesowe na zadania możliwe do rozwiązania za pomocą ich algorytmu. W dalszej perspektywie powstać ma VeloxQ Orchestrator. To programowalny koprocesor optymalizacyjny, który ma działać na różnych architekturach sprzętowych.