Квантови и суперкомпютри

Ние произвеждаме все по-големи количества данни в живота си. 

Ние генерираме около 2,5 квинтилиона байта данни всеки ден — това са около 100 милиона Blu-ray DVD-та.

Тези данни могат да бъдат лични данни от социални медии, онлайн търсения или стрийминг, данни от сензори в области, които да помогнат в селското стопанство, данни, събрани от прогнози за времето, или данни от други цифрови обекти. 

Обемът на данните, които съществуват в света, се очаква да достигне 175 зетабайта до 2025 г. Трудно е да си представим това — само един зетабайт може да побере един трилион копия на „Война и мир“. И ако един човек иска да изтегли всички тези данни, това ще отнеме около 1,8 милиарда години.

И така, как да обработваме тези огромни количества данни? 

Нашите лаптопи са далеч от изчислителната мощност, необходима за това. 

Ето защо Европа инвестира във високопроизводителни компютри или суперкомпютри. Lumi, най-мощният суперкомпютър в Европа, има изчислителна мощ от около 1,5 милиона лаптопа. 

Високопроизводителните компютри ни позволяват да:

Какво представляват компютрите EuroHPC?

ЛУМИ

Финландия

#3 в световен мащаб

ЛЕОНАРДО

Италия

#5 в световен мащаб

Каролина

Чехия

Откривател

България

ЮПИТЕР

Първият в Европа суперкомпютър с производителност от порядъка на екзафлопс, JUPITER, е в процес на изграждане в Германия.

Съвместното предприятие EuroHPC също така се подготвя да интегрира своите суперкомпютри с 6 квантови компютъра в Чехия, Германия, Испания, Франция, Италия и Полша — първата стъпка към разгръщането на европейска инфраструктура за квантови изчислителни технологии.

Класически компютри като нашите лаптопи използват „битове“, за да съхраняват единици информация, която може да бъде 0 или 1. Квантовите компютри използват квантови битове — или кубита. Те могат да представляват всяка комбинация от 0 и 1 едновременно. 

Помислете за известната котка на Шрьодингер, използвана за демонстриране на тази идея: котката се поставя в кутия с нещо, което може да я убие, и кутията е запечатана. Докато кутията не се отвори, котката е мъртва и жива.

Това означава, че вместо да се налага да се правят нови изчисления всеки път, когато информацията се променя, квантовите компютри могат да изследват много пътища едновременно. 

В квантовото наблюдение е възможно да се изградят сензори, които са много по-точни от класическите им еквиваленти.

Квантовата комуникация използва свойствата на кубитите, за да позволи много сигурно предаване на чувствителни данни.

Дългосрочната визия на ЕС е развитието на квантовия интернет в цяла Европа: квантовите компютри, симулатори и сензори ще бъдат взаимосвързани чрез квантови мрежи, разпространяващи информация и квантови ресурси.

Текущи квантови приложения

Свръхточни атомни часовници, използвани в навигационни системи, интелигентни енергийни мрежи и за времеви печат на финансовите транзакции.

Ядрено магнитно-резонансно изобразяване (NMRI) и усъвършенствана техника за медицинска образна диагностика

Квантови симулатори и сензори, използвани за по-бързо разработване на нови лекарства и за откриване на природни ресурси

Разпределение на квантовия ключ (QKD): една от най-сигурните форми на оптична комуникация, разпространяваща ключове за криптиране с възможност за откриване на подслушване

Водеща инициатива за квантовите технологии

Водещата инициатива за квантови технологии е дългосрочна инициатива за научни изследвания и иновации.

Инициатива „Европейска квантова комуникационна инфраструктура“ (EuroQCI)

Европейската комисия работи с държавите членки на ЕС и Европейската космическа агенция за разработване на Европейската квантова комуникационна инфраструктура (EuroQCI). 

EuroQCI е квантова комуникационна инфраструктура, обхващаща целия ЕС, която ще засили защитата на правителствените институции, техните центрове за данни, болници, енергийни мрежи и др. 

Тя ще бъде неразделна част от IRIS² — новата космическа сигурна комуникационна система на ЕС.

Дигиталните близнаци са виртуални представяния на обекти от реалния свят. Те могат да ни помогнат да моделираме сценарии и да прогнозираме бъдещи събития. 

Дигиталните близнаци разчитат на силата на суперкомпютрите, за да извършват своите изключително сложни симулации.

Дестинация Земя

Дестинация Земя (DestinE) използва цифрови близнаци, за да създаде реплика на Земята. 

Това ще ни помогне да моделираме, симулираме и прогнозираме природните събития и въздействието на човешката дейност. 

ЕС се подпомага при прилагането на DestinE от три упълномощени субекта.

Хронология на дестинацията Земя

10 юни 2024 г.: Първото пускане на основната платформа за услуги, езерото за данни и първите две цифрови близнаци за екстремни събития и адаптиране към изменението на климата

До 2027 г.: По-нататъшно подобряване на системата DestinE, предоставяне на допълнителни услуги, революционни разработки в областта на ИИ и полезни взаимодействия с допълнителни цифрови близнаци

До 2030 г.: Пълен дигитален близнак на земната система

Европейска инициатива за виртуални човешки близнаци

Виртуалният близнак е дигитално представяне на човешкото тяло. Това може да се направи на различни нива на анатомия — клетки, тъкани, органи или органи. 

Виртуалните човешки близнаци използват софтуерни модели и данни, за да имитират и предсказват поведението на физическите си колеги. Те имат голям потенциал за подобряване на целенасочената превенция, осигуряване на клинични пътища и подкрепа на здравните специалисти.

Европейската инициатива за виртуални човешки близнаци ще насърчи сътрудничеството и ще улесни научните изследвания в тази област, като използва силата на суперкомпютрите и ползите, предлагани от европейското пространство на здравни данни.