Kvantové a superpočítače jsou nezbytné k tomu, abychom byli schopni zpracovávat stále rostoucí množství dat v našem životě a využívat tato data v plném rozsahu.
EU investuje do vysoce výkonných superpočítačů a kvantových technologií. Jsou to investice do vaší budoucnosti. Díky této vysoké výpočetní síle můžeme čelit nesmírně složitým a náročným výzvám, jako je změna klimatu, zdravotní péče nebo kybernetická bezpečnost, a to prostřednictvím přesnějších předpovědí extrémních povětrnostních jevů, rozvoje personalizované medicíny a kvantového šifrování – přečtěte si, jak na to.
Proč potřebujeme superpočítače?
V našich životech produkujeme stále větší množství dat.
Každý den generujeme přibližně 2,5 bilionu bajtů dat – to je přibližně 100 milionů disků Blu-ray DVD.
Těmito údaji mohou být osobní údaje ze sociálních médií, online vyhledávání nebo streamování, údaje ze senzorů v polích, které pomáhají se zemědělstvím, údaje shromážděné z předpovědí počasí nebo údaje z jiných digitálních objektů.
Očekává se, že objem dat, které existují ve světě, dosáhne 175 zettabytů do roku 2025. To je těžké si představit – pouze jeden zettabyte může pojmout bilion kopií Vojny a míru. A pokud by jedna osoba chtěla stáhnout všechna tato data, trvalo by to asi 1,8 miliardy let.
Jak zpracujeme toto obrovské množství dat?
Naše notebooky zdaleka nedosahují výpočetního výkonu potřebného k tomu.
Proto Evropa investuje do vysoce výkonných počítačů nebo superpočítačů. LUMI, nejvýkonnější superpočítač v Evropě, má výpočetní výkon přibližně 1,5 milionu notebooků.
Vysoce výkonné počítače nám umožňují:
Simulovat molekuly léčiva
Venkovské a městské plánování
Navrhovat nové materiály & vozidla
Vytvářejte digitální dvojčata
Trénujte velké modely AI
Analýza vzácných onemocnění
Společný podnik EuroHPC
Evropský společný podnik pro vysoce výkonnou výpočetní techniku byl založen v roce 2018.
Sdružuje zdroje evropských zemí, abychom mohli globálně konkurovat ve světě superpočítačů. Sám, žádná evropská země by to nedokázala. Společně máme superpočítačový ekosystém světové úrovně.
- 32 zúčastněných zemí
- Rozpočetve výši 7 miliard eur na období 2021–2027
- 3 Soukromí partneři
Jaké jsou cíle společného podniku EuroHPC?
- Zlepšit kvalitu života evropských občanů
- Pokročit ve vědě a posílit konkurenceschopnost průmyslu
- Zajistit technologickou autonomii
- Rozvoj celoevropské superpočítačové infrastruktury
- Umožnit začínajícím podnikům v EU využívajícím umělou inteligenci vycvičit rozsáhlé modely
Co jsou počítače EuroHPC?
LUMI
Finsko
#3 po celém světě
LEONARDO
Itálie
#5 po celém světě
MareNostrum5
Španělsko
#8 po celém světě
MeluXina
Lucembursko
Karolina
Česko
Discoverer
Bulharsko
Vega
Slovinsko
Deucalion
Portugal
JUPITER
První evropský exakapacitní superpočítač JUPITER je v současné době ve výstavbě v Německu.
Společný podnik EuroHPC rovněž připravuje integraci svých superpočítačů se šesti kvantovými počítači v Česku, Německu, Španělsku, Francii, Itálii a Polsku, což je první krok k zavedení evropské kvantové výpočetní infrastruktury.
Další krok v oblasti výpočetní techniky: Kvantové technologie
Co jsou kvantové technologie?
Kvantové technologie jsou zařízení a systémy, které využívají vlastností kvantové mechaniky – interakcí molekul, atomů a dokonce i menších částic, jako jsou fotony a elektrony.
Kvantová výpočetní technika využívá kvantové principy k velmi rychlému řešení extrémně složitých problémů – dokonce rychleji než superpočítač.
Klasické počítače, jako jsou naše notebooky, používají „bity“ k ukládání jednotek informací, které mohou být buď 0 nebo 1. Kvantové počítače používají kvantové bity – neboli qubity. Mohou reprezentovat libovolnou kombinaci 0 a 1 současně.
Vzpomeňte si na slavnou Schrödingerovu kočku, která demonstrovala tuto myšlenku: Kočka je umístěna v krabici s něčím, co by ji mohlo zabít, a krabice je zapečetěna. Dokud není krabice otevřena, kočka je mrtvá i živá.
To znamená, že namísto toho, aby kvantové počítače musely provádět nové výpočty pokaždé, když se informace změní, mohou zkoumat mnoho cest současně.
V kvantovém snímání je možné vytvořit senzory, které jsou mnohem přesnější než jejich klasické ekvivalenty.
Kvantová komunikace využívá vlastnosti qubitů, které umožňují velmi bezpečný přenos citlivých dat.
Dlouhodobou vizí EU je rozvoj kvantového internetu v celé Evropě: kvantové počítače, simulátory a senzory by byly propojeny prostřednictvím kvantových sítí distribuujících informace a kvantové zdroje.
Současné kvantové aplikace
Vysoce přesné atomové hodiny používané v navigačních systémech, inteligentních energetických sítích a pro časové razítko finančních transakcí.
Nukleární magnetická rezonance (NMRI) a pokročilá medicínská zobrazovací technika
Kvantové simulátory a senzory používané pro rychlejší vývoj nových léčiv a při detekci přírodních zdrojů
Kvantová distribuce klíčů (QKD): jedna z nejbezpečnějších forem optické komunikace, distribuce šifrovacích klíčů se schopností detekovat odposlech
Stěžejní iniciativa v oblasti kvantových technologií
Stěžejní iniciativa v oblasti kvantových technologií je dlouhodobou iniciativou v oblasti výzkumu a inovací.
Upevnit a rozšířit vedoucí postavení Evropy v oblasti vědy a excelence v kvantovém výzkumu
Nastartovat konkurenceschopný evropský průmysl v oblasti kvantových technologií, aby se Evropa stala lídrem
Učinit z Evropy dynamický a atraktivní region pro inovativní výzkum, podnikání a investice do kvantové technologie
Iniciativa Evropské kvantové komunikační infrastruktury (EuroQCI)
Evropská komise spolupracuje s členskými státy EU a Evropskou kosmickou agenturou na rozvoji evropské kvantové komunikační infrastruktury (EuroQCI).
EuroQCI je kvantová komunikační infrastruktura pokrývající celou EU, která posílí ochranu vládních institucí, jejich datových center, nemocnic, energetických sítí a dalších.
Bude nedílnou součástí nového bezpečného kosmického komunikačního systému EU IRIS2.
Praktické aplikace superpočítačů: Digitální dvojčata
Digitální dvojčata jsou virtuální reprezentace reálných objektů. Mohou nám pomoci modelovat scénáře a předvídat budoucí události.
Digitální dvojčata se při provádění svých vysoce složitých simulací spoléhají na sílu superpočítačů.
Cíl Země
Destination Earth (DestinE) využívá digitální dvojčata k vytvoření repliky Země.
Pomůže nám modelovat, simulovat a předpovídat přírodní události a dopad lidské činnosti.
EU je při provádění programu DestinE podporována třemi pověřenými subjekty.
European Centre for Medium Range Weather Forecast
Evropská kosmická agentura
Evropská organizace pro využívání meteorologických družic
Časová osa destinace Země
června 2024: První vydání platformy hlavních služeb, datové jezero a první dvě digitální dvojčata o extrémních událostech a přizpůsobení se změně klimatu
Do roku 2027: Další zlepšení systému DestinE, poskytování dalších služeb, průlomový vývoj umělé inteligence a synergie s dalšími digitálními dvojčaty
Do roku 2030: Úplné digitální dvojče zemského systému
Evropská iniciativa pro virtuální lidská dvojčata
Virtuální lidské dvojče je digitální reprezentace lidského těla. To lze provést na různých úrovních anatomie – buňky, tkáně, orgány nebo orgánové systémy.
Virtuální lidská dvojčata používají softwarové modely a data k napodobování a předpovídání chování svých fyzických protějšků. Mají velký potenciál zlepšit cílenou prevenci, poskytnout klinické cesty a podpořit zdravotnické pracovníky.
Klinická hodnocení léčivých přípravků a prostředků
Lékařská odborná příprava
Chirurgická intervence
Evropská iniciativa pro virtuální lidská dvojčata podpoří spolupráci a usnadní výzkum v této oblasti s využitím superpočítačů a výhod, které nabízí evropský prostor pro zdravotní data.
Související obsah
Investice EU do vysoce výkonné výpočetní techniky a výpočetních technologií umožní Evropě stát v...