Чи можуть квантові комп’ютери справді вирішувати практичні проблеми, є одним із найбільших питань без відповіді в цій зростаючій галузі – і на нього можуть відповісти дослідники промислової та медичної хімії у 2026 році.

Розрахунок структури, реакційної здатності та інших хімічних властивостей молекули є внутрішньо квантовою проблемою, оскільки вона включає її електрони, які є квантовими частинками. Але чим складнішою є молекула, тим складнішими стають ці обчислення, які в деяких випадках стають справжньою проблемою навіть для традиційних суперкомп’ютерів.

З іншого боку, оскільки квантові комп’ютери також за своєю суттю є квантовими, вони повинні мати перевагу, коли справа доходить до роботи з цими хімічними розрахунками. І оскільки квантові комп’ютери стають більшими та легше інтегруються з традиційними комп’ютерами, ми все частіше бачимо, як вони звертаються до цього використання.

Наприклад, у 2025 році дослідники з IBM і японського наукового інституту RIKEN використовували квантовий комп’ютер і суперкомп’ютер для моделювання кількох молекул. Дослідники Google розробили та протестували алгоритм квантових обчислень, щоб допомогти зрозуміти структуру молекул. Дослідники RIKEN об’єдналися з фірмою квантових обчислень Quantumum, щоб розробити робочий процес для обчислення енергії молекул, щоб квантові комп’ютери могли вловлювати їхні помилки. Нарешті, нова компанія Qnova Computing, що займається квантовим програмним забезпеченням, уже пропонує алгоритм, який частково використовує квантові комп’ютери для обчислення цих енергій, який, як стверджується, приблизно в 10 разів ефективніший за більш традиційні методи.

Ми повинні очікувати, що побачимо більше цього у 2026 році, коли з’являться більші квантові комп’ютери. «Майбутні більші машини дозволять нам розробляти більш потужні версії [existing] робочий процес, і, зрештою, ми зможемо вирішити звичайні проблеми квантової хімії», — каже Девід Муньос Рамо з Quantum. Поки що його команда мала справу лише з молекулою водню, але, за його словами, на горизонті можуть з’явитися більш складні структури, такі як каталізатори, які прискорюють промислово важливі реакції.

Інші дослідницькі групи готуються до подібної роботи. Наприклад, у грудні Microsoft оголосила про співпрацю зі стартапом квантового програмного забезпечення Algorithmic з прямою метою швидшої розробки більшої кількості алгоритмів квантової хімії. Фактично, опитування індустрії квантових обчислень, проведене Hyperion Research, показало, що хімія є провідною сферою, в якій виробники та покупці квантових комп’ютерів однаково очікують прогресу та успіху в наступному році. У двох останніх щорічних опитуваннях квантова хімія була відповідно другим і четвертим найбільш багатообіцяючим випадком використання квантових обчислень, тому ця тенденція спостерігала постійне зростання інтересу та інвестицій.

Зрештою, однак, обчислення квантової хімії не досягнуть справжнього прогресу, доки квантові комп’ютери не стануть захищеними від помилок або відмовостійкими – те, що також перешкоджає іншим застосуванням цих екзотичних пристроїв. «Здатність квантових комп’ютерів вирішувати проблеми швидше, ніж класичні комп’ютери, залежить від відмовостійких алгоритмів», — пишуть Філіп Шлейх і Алан Аспуру-Гузік з Університету Торонто в нещодавньому коментарі про квантові обчислення та хімію для журналу Science. На щастя, досягнення відмовостійкості є метою, з якою можуть погодитися всі виробники квантових комп’ютерів у всьому світі.