Κβαντομηχανή

Τα επόμενα χρόνια, οι κβαντικές τεχνολογίες θα επιτρέψουν να γίνουν πράγματα που απλά δεν μπορούν να γίνουν σήμερα. Με την κβαντική, θα μπορούσαμε να κοιτάξουμε πολύ κάτω από το έδαφος ή κάτω από τη θάλασσα και να εκτελέσουμε σύνθετες υπολογιστικές εργασίες, όπως η μοντελοποίηση βιομοριακών και χημικών αντιδράσεων, που οι πιο ισχυροί υπερυπολογιστές δεν μπορούν να διαχειριστούν αυτή τη στιγμή. Η Quantum θα μας βοηθήσει να στείλουμε ευαίσθητες πληροφορίες με ασφάλεια σε οπουδήποτε και να διαγνώσουμε ασθένειες πιο γρήγορα και με ακρίβεια κοιτάζοντας μέσα στα κύτταρα. Με άλλα λόγια, η κβαντική λύση θα λύσει προβλήματα που θα χρειάζονταν ακόμη και τους σημερινούς γρηγορότερους υπολογιστές εκατοντάδες ημέρες, αν όχι χρόνια.

Στην πρώτη κβαντική επανάσταση κατά τη διάρκεια των αρχών του εικοστού αιώνα, οι επιστήμονες έμαθαν να κατανοούν και να εφαρμόζουν τις ιδιότητες της κβαντικής μηχανικής — τις αλληλεπιδράσεις μορίων, ατόμων και ακόμη μικρότερων σωματιδίων όπως τα φωτόνια και τα ηλεκτρόνια. Αυτό τους επέτρεψε τελικά να δημιουργήσουν τρανζίστορ, λέιζερ και μικροεπεξεργαστές: θεμελιώδεις τεχνολογίες για υπολογιστές, τηλεπικοινωνίες, δορυφορική πλοήγηση, smartphones, σύγχρονα ιατρικά διαγνωστικά και πολλά άλλα.

Τώρα, η δεύτερη κβαντική επανάσταση βρίσκεται σε εξέλιξη. Οι ερευνητές μπορούν να ανιχνεύσουν και να χειριστούν μεμονωμένα σωματίδια και τις φυσικές διασυνδέσεις τους και τις αλληλεπιδράσεις τους, και να κατασκευάσουν νέες τεχνολογίες και συστήματα που χρησιμοποιούν τις ιδιότητες της υποκείμενης κβαντικής μηχανικής. Οι εξελίξεις αυτές έχουν οδηγήσει σε σημαντικές τεχνικές εξελίξεις σε πολλούς διαφορετικούς τομείς, όπως η κβαντική υπολογιστική, οι αισθητήρες, οι προσομοιώσεις, η κρυπτογραφία και οι τηλεπικοινωνίες. Μια ολόκληρη γενιά νέων κβαντικών τεχνολογιών με δυνατότητες για εκτεταμένες οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις αρχίζει να αναδύεται. Κάποια βρίσκονται ήδη σε εξέλιξη, ενώ πολλά άλλα θα αναπτυχθούν τις επόμενες δεκαετίες.

Η ναυαρχίδα των Κβαντικών Τεχνολογιών

ΗΕυρώπη έχει μακρά παράδοση αριστείας στην κβαντική έρευνα. Είναι πλέον ζωτικής σημασίας να αναπτυχθεί μια σταθερή βιομηχανική βάση που να βασίζεται σε αυτή την παράδοση. Χωρίς συντονισμένες προσπάθειες έρευνας και χρηματοδότησης σε ευρωπαϊκό επίπεδο, η Ευρώπη κινδυνεύει να μείνει πίσω από τους παγκόσμιους ανταγωνιστές της.

Για την αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης, η εμβληματική πρωτοβουλίαγια τις κβαντικές τεχνολογίες ξεκίνησε το 2018. Πρόκειται για μια μεγάλης κλίμακας, μακροπρόθεσμη ερευνητική πρωτοβουλία με προϋπολογισμό 1 δισ. ευρώ χρηματοδοτούμενη από την ΕΕ, η οποία συγκεντρώνει ερευνητικά ιδρύματα, τη βιομηχανία και δημόσιους χρηματοδότες, εδραιώνοντας και διευρύνοντας την ευρωπαϊκή επιστημονική υπεροχή και αριστεία στον τομέα αυτό.

Κβαντική Υπολογιστική

Στο πλαίσιο της κοινής επιχείρησης για την ευρωπαϊκή υπολογιστική υψηλών επιδόσεων (ΚΕ EuroHPC), η Επιτροπή σχεδιάζει τώρα να κατασκευάσει πιλοτικούς κβαντικούς υπολογιστές αιχμής έως το 2023. Οι υπολογιστές αυτοί θα λειτουργούσαν ως επιταχυντές διασυνδεδεμένοι με τους υπερυπολογιστές της κοινής επιχείρησης, σχηματίζοντας «υβριδικές» μηχανές που συνδυάζουν τις καλύτερες τεχνολογίες κβαντικής και κλασικής υπολογιστικής.

Τον Οκτώβριο του 2022, η ΚΕ EuroHPC ανακοίνωσε την επιλογή έξι χώρων σε ολόκληρη την ΕΕ για τη φιλοξενία των πρώτων ευρωπαϊκών κβαντικών υπολογιστών, οι οποίοι θα ενσωματωθούν στους υπερυπολογιστές της EuroHPC. Αυτοί οι πρόσφατα αποκτημένοι κβαντικοί υπολογιστές θα βασίζονται σε αμιγώς υπερσύγχρονη ευρωπαϊκή τεχνολογία και θα βρίσκονται σε τοποθεσίες στην Τσεχία, τη Γερμανία, την Ισπανία, τη Γαλλία, την Ιταλία και την Πολωνία. Ανέρχεται σε 100 εκατ.ευρώ, με το 50 % να προέρχεται από την ΕΕ και το 50 % από 17 συμμετέχουσες χώρες της κοινής επιχείρησης EuroHPC.

Αυτό θα είναι το πρώτο βήμα προς την ανάπτυξη μιας ευρωπαϊκής κβαντικής υποδομής, η οποία θα καταστήσει τους ηγέτες της ΕΕ στην κβαντική επανάσταση. Το κβαντικό θα είναι γενικά προσβάσιμο στους ευρωπαίους χρήστες από την επιστήμη και τη βιομηχανία μέσω του υπολογιστικού νέφους σε μη εμπορική βάση. Η υποδομή θα είναι αφιερωμένη στην επιτάχυνση της δημιουργίας νέων γνώσεων και λύσεων στις παγκόσμιες κοινωνικές προκλήσεις. Χάρη στην τεράστια υπολογιστική του ικανότητα, θα αντιμετωπίσει σύνθετα προβλήματα προσομοίωσης και βελτιστοποίησης, ειδικά στην ανάπτυξη υλικών, την ανακάλυψη φαρμάκων, την πρόγνωση του καιρού, τη μεταφορά και άλλα προβλήματα πραγματικού κόσμου μεγάλης σημασίας για τη βιομηχανία και την κοινωνία. Τα επόμενα χρόνια θα δημιουργηθούν περαιτέρω συνέργειες μεταξύ της ΕΕ και των κρατών μελών για την περαιτέρω ανάπτυξη ενός κβαντικού οικοσυστήματος παγκόσμιας κλάσης και, ως εκ τούτου, την επίτευξη του στόχου της ψηφιακής δεκαετίας για την επίτευξη του πρώτου υπολογιστή με κβαντική επιτάχυνση έως το 2025.