Kvantitatiivne

Järgmise paari aasta jooksul võimaldavad kvanttehnoloogiad teha asju, mida täna lihtsalt ei saa teha. Kvantiga saame vaadata kaugele maa alla või mere alla ja täita keerukaid arvutuslikke ülesandeid, nagu biomolekulaarsete ja keemiliste reaktsioonide modelleerimine, mida kõige võimsamad superarvutid praegu ei suuda. Quantum aitab meil saata tundlikku teavet ohutult kõikjale ja diagnoosida haigusi kiiremini ja täpsemalt, vaadates rakke. Teisisõnu, kvant lahendab probleeme, mis võtavad isegi tänapäeva kiireimad arvutid sadu päevi, kui mitte aastaid.

Esimese kvantrevolutsiooni käigus 20. sajandi alguses õppisid teadlased mõistma ja rakendama kvantmehaanika omadusi – molekulide, aatomite ja isegi väiksemate osakeste, nagu footonid ja elektronid, vastastikmõjusid. See võimaldas neil luua transistore, lasereid ja mikroprotsessoreid: põhitehnoloogiad arvutitele, telekommunikatsioonile, satelliitnavigatsioonile, nutitelefonidele, kaasaegsele meditsiinilisele diagnostikale ja paljule muule.

Nüüd on käimas teine kvantrevolutsioon. Teadlased saavad tuvastada ja manipuleerida üksikuid osakesi ja nende füüsikalisi omadusi ja interaktsiooni ning ehitada uusi tehnoloogiaid ja süsteeme, mis kasutavad aluseks oleva kvantmehaanika omadusi. Need arengud on toonud kaasa suuri tehnilisi edusamme paljudes erinevates valdkondades, sealhulgas kvantarvutus, andurid, simulatsioonid, krüptograafia ja telekommunikatsioon. 

Peamistes kvantrakendusvaldkondades hakkab tekkima terve põlvkond uusi tehnoloogiaid, millel on potentsiaali kaugeleulatuvaks majanduslikuks ja ühiskondlikuks mõjuks: kvantarvutus ja simulatsioon, kvantkommunikatsioon, kvantseire ja metroloogia. Mõned on juba arengus, samas kui paljud teised töötatakse välja lähiaastatel. Kvantpotentsiaal on tohutu ja kõik maailma suured piirkonnad investeerivad sellesse väga strateegilisesse valdkonda. Seepärast on ELi digikümnendi strateegia eesmärk, et Euroopa saaks 2025. aastaks oma esimese kvantkiirendusega superarvuti, mis sillutab teed kvantvõimekuse esirinnas 2030. aastaks. Euroopa kiipide õigusakt sisaldab ka meetmeid kvantkiipide odava ja suuremahulise tootmise edendamiseks ELis, et need saaksid toitega varustada paljusid uuenduslikke kvantseadmeid.

5. detsembril 2023 tegi ELi nõukogu eesistujariik Hispaania avalduse, et ELi liikmesriigid kirjutavad alla, märkides, et nad tunnistavad kvanttehnoloogia strateegilist tähtsust ELi teadusliku ja tööstusliku konkurentsivõime jaoks ning kohustuvad tegema koostööd maailmatasemel kvanttehnoloogia ökosüsteemi arendamisel kogu Euroopas, eesmärgiga muuta Euroopa kvanttehnoloogia „kvantoruks“, mis on maailmas kvantpädevuse ja -innovatsiooni poolest maailma juhtiv piirkond.

Kvanttehnoloogia juhtalgatus

Euroopal on kvantuuringute valdkonnas pikaajaline tipptase. Nüüd on väga oluline arendada välja tugev tööstusbaas, mis põhineb sellel traditsioonil. Ilma kooskõlastatud teadusuuringute ja rahastamiseta Euroopa tasandil on oht, et Euroopa jääb oma ülemaailmsetest konkurentidest maha.

Selle probleemi lahendamiseks käivitati 2018. aastal kvanttehnoloogia juhtalgatus. Tegemist on laiaulatusliku ja pikaajalise teadusalgatusega, mille eelarve on 1 miljard eurot, mida rahastab EL ja mis ühendab teadusasutusi, tööstust ja avaliku sektori rahastajaid, tugevdades ja laiendades Euroopa teadusalast juhtpositsiooni ja tipptaset selles valdkonnas.

Kvantarvutus

Osana Euroopa kõrgjõudlusega andmetöötluse ühisettevõttest (ühisettevõte EuroHPC) kavatseb komisjon nüüd ehitada tipptasemel kvantarvuteid. Need arvutid toimivad kiirenditena, mis on ühendatud ühisettevõtte superarvutitega, moodustades hübriidmasinad, mis ühendavad parimaid kvant- ja klassikalisi andmetöötlustehnoloogiaid.

2022. aasta oktoobris kuulutas ühisettevõte EuroHPC välja kuus tegevuskohta kogu ELis, et majutada esimesed Euroopa kvantarvutid, mis integreeritakse EuroHPC superarvutitesse. Need äsja omandatud kvantarvutid põhinevad puhtalt tipptasemel Euroopa tehnoloogial ning asuvad Tšehhis, Saksamaal, Hispaanias, Prantsusmaal, Itaalias ja Poolas. Investeeringute kogusumma on 100 miljonit eurot, millest 50 % tuleb EList ja 50 % ühisettevõtte EuroHPC osalevast 17 riigist.

See on esimene samm Euroopa kvantandmetöötluse taristu kasutuselevõtu suunas, mis on mitteärilisel alusel kättesaadav Euroopa teaduse ja tööstuse kasutajatele pilve kaudu. Selle taristu eesmärk on kiirendada uute teadmiste ja lahenduste loomist ülemaailmsetele ühiskondlikele probleemidele. Tänu oma tohutule arvutusvõimsusele tegeleb see keerukate simulatsiooni- ja optimeerimisprobleemidega, eriti materjalide arendamise, ravimite avastamise, ilmaprognooside, transpordi ja muude tööstuse ja ühiskonna jaoks väga oluliste reaalmaailma probleemidega. 

Euroopa kvantkommunikatsiooni infrastruktuuri (EuroQCI) algatus

Alates 2019. aasta juunist on kõik 27 ELi liikmesriiki allkirjastanud EuroQCI deklaratsiooni, nõustudes tegema komisjoniga ja Euroopa Kosmoseagentuuri toetusel koostööd kogu ELi hõlmava kvantkommunikatsioonitaristu (EuroQCI) väljaarendamiseks. 

Lisateave EuroQCI kohta

Kvantseire

Mitmes valdkonnas on kvantandurid juba võimelised pakkuma oluliselt paremat jõudlust ja täpsust võrreldes nende klassikaliste ekvivalentidega. Komisjon investeerib üleeuroopalistesse kvantseire infrastruktuuridesse, mis ühendavad neid andureid ja kasutavad ära nende potentsiaali, sealhulgas kvantgravimeetrite võrku, mis on fikseeritud ja paigaldatud liikuvatele kandjatele, nagu droonid või laevad, mis jälgivad maa- ja veealuseid ressursse ja vulkaanilist aktiivsust, täidavad Maa seire ülesandeid ja palju muud. See võrk ühendatakse kavandatava Euroopa kosmose gravimeetria infrastruktuuriga, mis võimaldab kosmosepõhiste tehnoloogiate toel teha veelgi täpsemaid mõõtmisi.