© iStock mirror
Ηπαρούσα έκθεση εξετάζει τα επιτυχή αποτελέσματα και τα συγκεκριμένα επιτεύγματα των έργων κβαντικής έρευνας της εμβληματικής πρωτοβουλίας και προβαίνει σε απολογισμό των βασικών διδαγμάτων που αντλήθηκαν, καθώς βρίσκεται σε εξέλιξη η επόμενη φάση της εμβληματικής πρωτοβουλίας.
Κατά τη φάση ανάπτυξης (2018-2022), η εμβληματική πρωτοβουλία στήριξε 24 έργα στους τομείς της κβαντικής επικοινωνίας, του κβαντικού υπολογισμού, της κβαντικής προσομοίωσης, της κβαντικής ανίχνευσης και της μετρολογίας (οι τέσσερις κύριοι τομείς της κβαντικής έρευνας) και της βασικής κβαντικής επιστήμης. Στο πλαίσιο της χρηματοδότησης τόσο της εμβληματικής πρωτοβουλίας όσο και του QuantERA, το οποίο στηρίζει την κβαντική έρευνα σε 31 ευρωπαϊκές χώρες, η ΕΕ χρηματοδότησε την ευρωπαϊκή κβαντική έρευνα με περισσότερα από 175 εκατ. EUR από το 2016.
Όλα αυτά τα επιτεύγματα (και πολλά άλλα) είναι το αποτέλεσμα των συνεργατικών προσπαθειών των 1,654 επιστημόνων και 236 οργανώσεων που συμμετέχουν στην εμβληματική πρωτοβουλία, οι οποίοι έχουν δημοσιεύσει 1,313 επιστημονικές μελέτες (με άλλες 223 υπό επανεξέταση). Αυτό δείχνει σαφώς ότι τα εμβληματικά έργα έφεραν συλλογικά το σήμα τους στον επιστημονικό κόσμο.
Κατά τη φάση της κλιμάκωσης έγιναν επίσης σημαντικά βήματα προς τον κύριο στόχο της εμβληματικής πρωτοβουλίας, δηλαδή την εισαγωγή της κβαντικής έρευνας από το εργαστήριο σε εμπορικές εφαρμογές. Έχουν ιδρυθεί 25 νεοσύστατες εταιρείες και έχουν κατατεθεί 105 διπλώματα ευρεσιτεχνίας, εκ των οποίων 64 έχουν ήδη χορηγηθεί.
Τα επιλεγμένα βασικά επιτεύγματα στους τομείς εστίασης της εμβληματικής πρωτοβουλίας που καλύπτονται από την έκθεση περιλαμβάνουν:
- κβαντική υπολογιστική: κβαντικά συστήματα υπολογιστών παγκόσμιας ανταγωνιστικής απόδοσης: Το Forschungszentrum Jülich (Γερμανία) αποσκοπεί στην παροχή πρόσβασης σε κβαντικό υπολογιστικό κτίριο 100 qubit με βάση τα αποτελέσματα ενός έργου, ενώ ένα άλλο έργο υλοποίησε ένα πρώτο στο είδος του σύστημα παγιδευμένου ιόντων 50 τετρακίων, το οποίο δεν απαιτεί περισσότερη ενέργεια από τον βρασμό βραστήρα· στις νεοφυείς επιχειρήσεις περιλαμβάνονται η aQt (Αυστρία) και η Pasqal (Γαλλία), οι οποίες προσφέρουν ήδη εμπορικές λύσεις κβαντικής υπολογιστικής.
- κβαντική επικοινωνία: σύνδεση δύο κβαντικών επεξεργαστών μέσω ενδιάμεσου κόμβου και καθιέρωση κοινής δέσμευσης μεταξύ πολλαπλών αυτόνομων κβαντικών επεξεργαστών, που σχηματίζουν κβαντικό δίκτυο · δημοσίευση χάρτη πορείας για το EuroQCI, εγκατάσταση κλινών δοκιμών για τη διανομή κβαντικών κλειδιών (QKD), την πρώτη υπηρεσία που παρέχεται από την EuroQCI· και συσκευές έτοιμες για πιστοποίηση, όπως γεννήτριες κβαντικών τυχαίων αριθμών.
- κβαντική προσομοίωση: σε έναν κόσμο πρώτον, έχει επιτευχθεί πρακτικό κβαντικό πλεονέκτημα σε ορισμένα επιστημονικά προβλήματα που αφορούν τη μελέτη νέων υλικών και φάσεων της ύλης· δύο αναλογικοί κβαντικοί προσομοιωτές 100-qubit εγκαθίστανται στα κέντρα υπερυπολογιστικής και δεδομένων στα Forschungszentrum Jülich και GENCI (Γαλλία), το πρώτο βήμα για την ανάπτυξη πανευρωπαϊκής υβριδικής υποδομής υπολογιστικής υψηλών επιδόσεων και κβαντικής προσομοίωσης.
- κβαντική ανίχνευση: ανάπτυξη ορισμένων από τους πιο προηγμένους κβαντικούς αισθητήρες στον κόσμο με τη χρήση υπεραπικών διαμαντιών· επίδειξη υπερπολωμένης μαγνητικής τομογραφίας, η οποία θα μπορούσε να οδηγήσει σε έως και 100,000 φορές ακριβέστερες ιατρικές σαρώσεις, επιτρέποντας την ανίχνευση μεταβολικών διεργασιών σε μοριακό επίπεδο σε πραγματικό χρόνο· τον Νοέμβριο του 2022, η νεοφυής επιχείρηση Nvision κέρδισε το βραβείο «Innovation Radar» της Επιτροπής για την πρόοδο της ιατρικής απεικόνισης
- βασική κβαντική επιστήμη: επίτευξη σημαντικής προόδου προς την ανάπτυξη διαφόρων εναλλακτικών υπολογιστικών πλατφορμών, συμπεριλαμβανομένης της κβαντικής υπολογιστικής βάσει φωτονικών.
Όσον αφορά το μέλλον, η εμβληματική πρωτοβουλία θα είναι καίριας σημασίας για την επίτευξη των στόχων που ορίζονται στην ανακοίνωση της Επιτροπής με τίτλο «Ψηφιακή Πυξίδα 2030: η ευρωπαϊκή οδός για την ψηφιακή δεκαετία»: έως το 2025, η ΕΕ θα πρέπει να διαθέτει τον πρώτο υπολογιστή της με κβαντική επιτάχυνση, ανοίγοντας τον δρόμο για να βρίσκεται στην αιχμή των κβαντικών ικανοτήτων έως το 2030. Ο πρώτος από τους στόχους αυτούς είναι ήδη ορατός: τον Οκτώβριο του 2022 ανακοινώθηκαν οι έξι χώροι που θα φιλοξενήσουν τους πρώτους κβαντικούς υπολογιστές της Ευρώπης, οι οποίοι θα ενσωματωθούν στους υπερυπολογιστές της κοινής επιχείρησης για την ευρωπαϊκή υπολογιστική υψηλών επιδόσεων.
Τα επόμενα βήματα
Στο πλαίσιο του προγράμματος «Ορίζων Ευρώπη», η Επιτροπή θα συνεχίσει να στηρίζει την εμβληματική πρωτοβουλία κατά την περίοδο 2021-2027 με χρηματοδότηση τουλάχιστον 500 εκατ. EUR. Έχει ήδη δημοσιευθεί επικαιροποίηση του στρατηγικού θεματολογίου έρευνας και βιομηχανίας (SRIA), με ενισχυμένους στόχους για καθέναν από τους τέσσερις βασικούς πυλώνες της πρωτοβουλίας και έναν χάρτη πορείας για την υλοποίησή τους. Ορισμένα νέα έργα βρίσκονται ήδη σε εξέλιξη, με στόχο την επίτευξη αυτών των στόχων — για παράδειγμα, ωρίμανση των πλατφορμών κβαντικής υπολογιστικής και προσομοίωσης που αναπτύχθηκαν κατά τα πρώτα τρία έτη δραστηριότητας της εμβληματικής πρωτοβουλίας, καθώς εργάζονται για την επίτευξη πρακτικού κβαντικού πλεονεκτήματος για πραγματικά προβλήματα. Τα έργα θέτουν επίσης τα θεμέλια για ένα πανευρωπαϊκό δίκτυο κβαντικής επικοινωνίας που θα είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη του EuroQCI, μιας ασφαλούς υποδομής κβαντικής επικοινωνίας που θα καλύπτει ολόκληρη την ΕΕ.
Η επικαιροποιημένη SRIA περιλαμβάνει επίσης έμφαση στη μελλοντική βιομηχανική ανάπτυξη και στην ενίσχυση των δεσμών με άλλες πρωτοβουλίες της ΕΕ που καλύπτουν κβαντικές τεχνολογίες: συγκεκριμένα, η EuroQCI, η κοινή επιχείρηση για την ευρωπαϊκή υπολογιστική υψηλών επιδόσεων (ΚΕ EuroHPC) — η οποία ήδη αγοράζει τους πρώτους κβαντικούς υπολογιστές της — και η ευρωπαϊκή πράξη για τα μικροκυκλώματα. Αυτό θα εξασφαλίσει ότι οι καινοτόμες εφαρμογές που αναπτύσσονται βάσει της εμβληματικής έρευνας θα αποτελέσουν τη βάση ενός ευρωπαϊκού κβαντικού οικοσυστήματος και θα βοηθήσουν την Ευρώπη να διατηρήσει την ηγετική της θέση σε αυτόν τον παγκοσμίως ανταγωνιστικό τομέα.
Ιστορικό — Κβαντικές τεχνολογίες
Η χρηματοδοτούμενη από την ΕΕ εμβληματική πρωτοβουλία για τις κβαντικές τεχνολογίες είναι μια 10ετής, 1 δισ. ευρώ, συνεργατική, μακροπρόθεσμη πρωτοβουλία έρευνας και καινοτομίας που δρομολογήθηκε το 2018. Αποστολή της είναι η εδραίωση της ευρωπαϊκής επιστημονικής υπεροχής και της ερευνητικής αριστείας στις κβαντικές τεχνολογίες, η μετατροπή των καρπών αυτής της αριστείας σε προϊόντα και εφαρμογές που θα έχουν σημαντικό οικονομικό και κοινωνικό αντίκτυπο, καθώς και η ανάδειξη της Ευρώπης σε ηγετική θέση στο βιομηχανικό τοπίο μέσω της ευθυγράμμισης των προτεραιοτήτων δημόσιας χρηματοδότησης σε ενωσιακό, εθνικό και περιφερειακό επίπεδο. Η εμβληματική πρωτοβουλία κινητοποιεί ολόκληρη την κβαντική ερευνητική κοινότητα στην Ευρώπη για την υλοποίηση του στρατηγικού θεματολογίου έρευνας.