ГАЛУЗЕВІ ПЕРСПЕКТИВИ ВПРОВАДЖЕННЯ КВАНТОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ В ІНДУСТРІЇ 4.0

Анотація

Анотація. У статті досліджуються секторальні перспективи впровадження квантових технологій у парадигмі Індустрії 4.0 та цифрової трансформації промислових систем. Розглядається проблема технологічної асиметрії та обмеженості класичних обчислювальних методів у керуванні складними виробничими процесами, які характеризуються високим рівнем невизначеності, великими обсягами даних і нелінійністю динаміки. Метою дослідження є визначення ключових секторів Індустрії 4.0, у яких квантові технології — зокрема квантові обчислення, квантові комунікації та квантові сенсори — можуть забезпечити суттєві конкурентні переваги. У статті проаналізовано можливості використання квантових алгоритмів для оптимізації виробничих процесів, моделювання ризиків, прогнозної аналітики, логістики, кібербезпеки та розробки нових матеріалів. Оцінено інституційні та інфраструктурні бар’єри впровадження, зокрема дефіцит людського капіталу, високу вартість технологій і регуляторну невизначеність. Доведено, що впровадження квантових технологій матиме диференційований характер за секторами, з найбільшим потенціалом у фінансах, енергетиці, логістиці, фармацевтиці та високотехнологічному виробництві. Обґрунтовано необхідність формування гібридної технологічної архітектури та інноваційної політики для ефективної інтеграції квантових рішень.

References:

Alrashed, S. (2025). Quantum computing research in medical sciences. ScienceDirect, (52). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352914824001631

Bera, B., Das, A. K., & Sikdar, B. (2025). Quantum-resistant secure communication protocol for digital twin-enabled context-aware IoT-based healthcare applications. IEEE Transactions on Network Science and Engineering, 12(4), 2722–2738.

Byrum, J. (2025, June 5). Quantum computing in finance 2025: Industry analysis & investment guide. https://josephbyrum.com/quantum-computing-in-finance-2025-industry-analysis/

Chow, J. (2024, November 17). Quantum computing in medicine. Medical Science, 12(4). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11586987/

Colobridge. (2024). Kvantove zonduvannia: realizatsiia potentsialu v bahatokh haluziakh [Quantum sensing: Realizing potential in many industries]. https://blog.colobridge.net/2024/10/quantum-sensing-the-future-of-precision-measurement [in Ukrainian].

Dutta, P. K., et al. (Eds.). (2025). Quantum computing and artificial intelligence in logistics and supply chain management (1st ed.). Chapman & Hall.

Elizadeh, A., Gharehchopogh, F. S., Masdari, M., & Jafarian, A. (2024). A hybrid multi-population optimization algorithm for global optimization and its application on stock market prediction. Computational Economics, 63(5), 1–46.

Entangled Future. (n.d.). Quantum navigator. https://entangledfuture.com/categories/quantum-finance/

Fazilat, M., & Zioui, N. (2025). Quantum-inspired sliding-mode control to enhance the precision and energy efficiency of an articulated industrial robotic arm. Robotics, 14(2), 12–24.

Ko, H., & Lee, J. (2025). Portfolio management transformed: An enhanced Black-Litterman approach integrating asset pricing theory and machine learning. Computational Economics, 65(1), 1–47.

Korzh, R. (2023). Tekhnolohichni innovatsii epokhy kvantovoi ekonomiky [Technological innovations of the quantum economy era]. Development Service Industry Management, (3), 178–182. [in Ukrainian].

Kosobutskyi, P. (2022). Fizychni osnovy kvantovoi informatyky: vid kvantovoi mekhaniky, cherez kvantovi obchyslennia do kvantovoi kryptohrafii [Physical foundations of quantum informatics: From quantum mechanics, through quantum computing to quantum cryptography]. Computer Design Systems. Theory & Practice, 4(1), 33–47. [in Ukrainian].

Liu, H. (2025). Evidence from drug discovery, genomics, and medical imaging: Implementations of quantum computing in medicine. Highlights in Science, Engineering and Technology, (128), 238–247.

Magesh, G., et al. (2024). Quantum channel optimization: Integrating quantum-inspired machine learning with genetic adaptive strategies. IEEE Access, (12), 397–417.

Market Research Future. (2025, October). Quantum computing in healthcare market research report: Forecast till 2035. https://www.marketresearchfuture.com/reports/quantum-computing-in-healthcare-market-12238

McKinsey & Company. (2024, April). Quantum technology monitor.

https://www.mckinsey.com/ 

Myronchuk, V., et al. (2024). Financing sustainable development: Analysis of modern approaches and practices in the context of financial and credit activities. International Journal of Economics and Financial Issues, 14(5), 317–329.

Opryshchenko, A. (2025). Os 10 hihantiv kvantovykh obchyslen, yaki vy povynni znaty – dobirka [Here are 10 giants of quantum computing that you should know – a selection]. vctr.media. https://vctr.media/ua/os-10-gigantiv-kvantovyh-obchyslen-pro-yaki-vy-povynni-znaty-dobirka-264873/ [in Ukrainian].

Orson, M. (2025, July 14). The art of quantum computing for finance: Brief overview and prospects. SSRN. https://ssrn.com/abstract=5362526

Phillipson, F. (2025, April 2). Quantum computing in logistics and supply chain management - An overview. arXiv. https://arxiv.org/pdf/2402.17520

Post-Quantum. (2024, August 31). Quantum technology use cases in finance & banking. https://postquantum.com/quantum-computing/use-cases-finance-bankig

Quantum Horizon. (2025, September 2). Quantum algorithms in logistics route optimization: The DHL case e the case Toyota and Fujitsus. https://www.quantumhorizon.it/2025/09/02/quantum-algorithms-in-logistics-route-optimization-the-dhl-case-e-the-case-toyota-and-fujitsus/

SpinQuanta. (2025, June 19). Quantum cloud computing services: IBM, AWS, Google & more. https://www.spinquanta.com/news-detail/quantum-computing-service

University of Toronto News. (2025, January 27). AI and quantum computing used to target 'undruggable' cancer protein. https://www.utoronto.ca/news/ai-quantum-computing-used-target-undruggable-cancer-protein

Yingngam, B., & Khang, A. (2024). Quantum computing in drug discovery. In The quantum evolution (pp. 242–275). CRC Press.

Zhou, J. (2025, January 30). Quantum finance: Exploring the implications of quantum computing on financial models. Computational Economics. https://doi.org/10.1007/s10614-025-10894-4.

Received: 20.01.26 / Revised: 14.02.26 / Accepted: 18.03.26 / Published:30.03.26