Κβαντική

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

Στην πρώτη κβαντική επανάσταση στις αρχές 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, σύγχρονη ιατρική διάγνωση και πολλά άλλα.

Τώρα, η δεύτερη κβαντική επανάσταση βρίσκεται σε εξέλιξη. Οι ερευνητές μπορούν να ανιχνεύσουν και να χειριστούν μεμονωμένα σωματίδια και τις φυσικές ιδιότητες και αλληλεπιδράσεις τους και να δημιουργήσουν νέες τεχνολογίες και συστήματα που χρησιμοποιούν τις ιδιότητες της υποκείμενης κβαντικής μηχανικής. Οι εξελίξεις αυτές έχουν οδηγήσει σε σημαντικές τεχνικές προόδους σε πολλούς διαφορετικούς τομείς, όπως η κβαντική υπολογιστική, οι αισθητήρες, οι προσομοιώσεις, η κρυπτογραφία και οι τηλεπικοινωνίες. 

Μια ολόκληρη γενιά νέων τεχνολογιών με δυνατότητες για ευρύτατες οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις αρχίζει να αναδύεται στους κύριους τομείς κβαντικών εφαρμογών: κβαντική υπολογιστική και προσομοίωση, κβαντική επικοινωνία και κβαντική ανίχνευση και μετρολογία. Ορισμένα βρίσκονται ήδη σε εξέλιξη, ενώ πολλά άλλα θα αναπτυχθούν τα επόμενα χρόνια. Το δυναμικό της κβαντικής είναι τεράστιο και όλες οι μεγάλες περιοχές του κόσμου επενδύουν σε μεγάλο βαθμό σε αυτό το εξαιρετικά στρατηγικό πεδίο. Ως εκ τούτου, η στρατηγική της ΕΕ για την ψηφιακή δεκαετία έχει ως στόχο να αποκτήσει η Ευρώπη τον πρώτο της υπερυπολογιστή με κβαντική επιτάχυνση έως το 2025, ανοίγοντας τον δρόμο για να βρεθεί στην αιχμή των κβαντικών δυνατοτήτων έως το 2030. Η ευρωπαϊκή πράξη για τα μικροκυκλώματα περιλαμβάνει επίσης μέτρα για την προώθηση της παραγωγής κβαντικών μικροκυκλωμάτων χαμηλού κόστους και μεγάλου όγκου στην ΕΕ, ώστε να μπορούν να τροφοδοτήσουν ένα ευρύ φάσμα καινοτόμων κβαντικών συσκευών.

Στις 5 Δεκεμβρίου 2023, η ισπανική Προεδρία του Συμβουλίου της ΕΕ δρομολόγησε δήλωση με την οποία τα κράτη μέλη της ΕΕ υπογράφουν για να δηλώσουν ότι αναγνωρίζουν τη στρατηγική σημασία των κβαντικών τεχνολογιών για την επιστημονική και βιομηχανική ανταγωνιστικότητα της ΕΕ και δεσμεύονται να συνεργαστούν για την ανάπτυξη ενός παγκόσμιου οικοσυστήματος κβαντικής τεχνολογίας σε ολόκληρη την Ευρώπη, με απώτερο στόχο να καταστεί η Ευρώπη η «κβαντική κοιλάδα» του κόσμου, η κορυφαία περιοχή παγκοσμίως για την κβαντική αριστεία και καινοτομία.

Η εμβληματική πρωτοβουλία των κβαντικών τεχνολογιών

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

Για την αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης, η εμβληματική πρωτοβουλία Quantum Technologies εγκαινιάστηκε το 2018. Πρόκειται για μια μεγάλης κλίμακας, μακροπρόθεσμη ερευνητική πρωτοβουλία με προϋπολογισμό ύψους 1 δισ. ευρώ που χρηματοδοτείται από την ΕΕ, η οποία συγκεντρώνει ερευνητικά ιδρύματα, τη βιομηχανία και τους 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 την κατασκευή πιλοτικών κβαντικών υπολογιστών τελευταίας τεχνολογίας. Οι υπολογιστές αυτοί θα λειτουργούν ως επιταχυντές διασυνδεδεμένοι με τους υπερυπολογιστές της κοινής επιχείρησης, σχηματίζοντας «υβριδικές» μηχανές που συνδυάζουν τα καλύτερα κβαντικά και κλασικά υπολογιστικά συστήματα.

Τον Οκτώβριο του 2022, η ΚΕ EuroHPC ανακοίνωσε την επιλογή έξι χώρων σε ολόκληρη την ΕΕ που θα φιλοξενήσουν τους πρώτους ευρωπαϊκούς κβαντικούς υπολογιστές, οι οποίοι θα ενσωματωθούν στους υπερυπολογιστές της EuroHPC. Αυτοί οι πρόσφατα αποκτηθέντες 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. Η επένδυση ανέρχεται σε 100 εκατ. ευρώ, εκ των οποίων το 50 % προέρχεται από την ΕΕ και το 50 % από τις 17 χώρες που συμμετέχουν στην ΚΕ EuroHPC.

Αυτό θα είναι το πρώτο βήμα προς την ανάπτυξη μιας ευρωπαϊκής υποδομής κβαντικής υπολογιστικής, η οποία θα είναι προσβάσιμη στους ευρωπαίους χρήστες από την επιστήμη και τη βιομηχανία μέσω του υπολογιστικού νέφους σε μη εμπορική βάση. Η υποδομή αυτή θα αφιερωθεί στην επιτάχυνση της δημιουργίας νέων γνώσεων και λύσεων για τις 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, τις μεταφορές και άλλα προβλήματα πραγματικού κόσμου υψηλής σημασίας για τη βιομηχανία και την κοινωνία. 

Ευρωπαϊκή Κβαντική Επικοινωνιακή Υποδομή (EuroQCI)

Από τον Ιούνιο του 2019, και τα 27 κράτη μέλη της ΕΕ έχουν υπογράψει τη δήλωση EuroQCI, συμφωνώντας να συνεργαστούν, με την Επιτροπή και με την υποστήριξη του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος, για την ανάπτυξη μιας υποδομής κβαντικής επικοινωνίας που θα καλύπτει ολόκληρη την ΕΕ (EuroQCI). 

Ανακαλύψτε περισσότερα για το EuroQCI

Κβαντική ανίχνευση

Σε διάφορους τομείς, οι κβαντικοί αισθητήρες είναι ήδη σε θέση να προσφέρουν πολύ βελτιωμένη απόδοση και ακρίβεια σε σύγκριση με τα κλασικά ισοδύναμα τους. Η Επιτροπή επενδύει σε πανευρωπαϊκές υποδομές κβαντικής ανίχνευσης που θα συνδέουν αυτούς τους αισθητήρες και θα αξιοποιούν το δυναμικό τους, συμπεριλαμβανομένου ενός δικτύου κβαντικών βαρυμέτρων, τόσο σταθερών όσο και τοποθετημένων σε κινούμενους φορείς, όπως μη επανδρωμένα αεροσκάφη ή πλοία, το οποίο θα παρακολουθεί τους υπόγειους και υποβρύχιους πόρους και την ηφαιστειακή δραστηριότητα, θα εκτελεί καθήκοντα γεωσκόπησης και πολλά άλλα. Το δίκτυο αυτό θα συνδεθεί με μια προγραμματισμένη ευρωπαϊκή υποδομή διαστημικής βαρύτητας, η οποία θα επιτρέπει ακόμη πιο ακριβείς μετρήσεις με την υποστήριξη διαστημικών τεχνολογιών.