Kvantarv

 Järgmise paari aasta jooksul võimaldavad kvanttehnoloogiad teha asju, mida täna lihtsalt ei saa teha. Kvanti abil saame vaadata kaugele maa alla või mere alla ja täita keerukaid arvutusülesandeid, nagu biomolekulaarsete ja keemiliste reaktsioonide modelleerimine, mida kõige võimsamad superarvutid ei suuda praegu hallata. Quantum aitab meil saata tundlikku teavet ohutult kõikjale ja diagnoosida haigusi kiiremini ja täpsemalt, vaadates rakkude sees.

20. sajandi alguses toimunud esimese kvantrevolutsiooni käigus õppisid teadlased mõistma ja rakendama kvantmehaanika omadusi – molekulide, aatomite ja isegi väiksemate osakeste, nagu footonid ja elektronid, vastasmõju. See võimaldas neil lõpuks luua transistoreid, lasereid ja mikroprotsessoreid: fundamentaalsed tehnoloogiad arvutitele, telekommunikatsioonile, satelliitnavigatsioonile, nutitelefonidele, kaasaegsele meditsiinilisele diagnostikale ja paljule muule.

Nüüd on käimas teine kvantrevolutsioon. Teadlased saavad tuvastada ja manipuleerida üksikuid osakesi ning nende füüsikalisi omadusi ja koostoimeid ning luua uusi tehnoloogiaid ja süsteeme, mis kasutavad aluseks oleva kvantmehaanika omadusi. Need arengud on viinud suurte tehniliste edusammudeni paljudes eri valdkondades, sealhulgas kvantandmetöötluses, andurites, simulatsioonides, krüptograafias ja telekommunikatsioonis. 

Peamistes kvantrakendusvaldkondades on tekkimas terve põlvkond uusi tehnoloogiaid, millel võib olla kaugeleulatuv majanduslik ja ühiskondlik mõju: kvantarvutus ja -simulatsioon, kvantkommunikatsioon ning kvantsensor ja -metroloogia. Mõned neist on juba väljatöötamisel, samas kui paljud teised töötatakse välja lähiaastatel. Kvanttehnoloogia potentsiaal on tohutu ja kõik maailma suuremad piirkonnad investeerivad sellesse väga strateegilisse valdkonda märkimisväärselt. 

Seepärast on komisjon võtnud vastu kvantstrateegia, mille eesmärk on tagada ELi tehnoloogiline juhtpositsioon.   

2025. aasta juulis vastu võetud strateegias kasutatakse ära Euroopa olemasolevaid tugevaid külgi: maailmatasemel teadusuuringud, teaduse tipptase, elujõuline idufirmade baas ja tugev avaliku sektori investeeringute struktuur ning keskendutakse viiele tegevusvaldkonnale:

• valdkond: teadusuuringud ja innovatsioon: Tipptaseme tugevdamine kogu Euroopas kvantteaduse ja selle tööstuse ümberkujundamise valdkonnas.
• valdkond: kvanttaristud: Skaleeritavate ja koordineeritud taristukeskuste arendamine, et toetada tootmist, projekteerimist ja rakenduste arendamist.
• valdkond: ELi kvantökosüsteemi tugevdamine: Tarneahelate kindlustamine ja kvanttehnoloogia industrialiseerimine idu- ja kasvufirmadesse investeerimise kaudu.
• valdkond: kosmose- ja kahesuguse kasutusega kvanttehnoloogiad (julgeolek ja kaitse): Turvalise ja suveräänse kvantvõimekuse integreerimine Euroopa kosmose-, julgeoleku- ja kaitsestrateegiatesse.
• Valdkond 5 Kvantoskused: Mitmekesise maailmatasemel tööjõu loomine koordineeritud hariduse, koolituse ja talentide liikuvuse kaudu kogu ELis.

Nüüd on avatud tagasisidekorje, et kujundada tulevast ELi kvantseadust, mis on kavas vastu võtta 2026. aastal. Seadusel on kolm peamist eesmärki:

1. Edendada teadusuuringuid ja innovatsiooni
2. Suurendada tööstusvõimsust, sealhulgas katseliine ja projekteerimisrajatist
3. Tugevdada tarneahela vastupanuvõimet ja juhtimist.

See tugineb strateegiale „Quantum Europe“ ning täiendab kiibimäärust, ühisettevõtet EuroHPC ja ühisettevõtet IRIS2.

Euroopal on kvantuuringutes pikaajaline tipptaseme traditsioon. Nüüd on väga oluline arendada välja tugev tööstusbaas, mis tugineb sellele traditsioonile. Kui Euroopa tasandil ei tehta kooskõlastatud teadusuuringuid ja rahastamispüüdlusi, võib Euroopa jääda maha oma ülemaailmsetest konkurentidest.

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

Osana Euroopa kõrgjõudlusega andmetöötluse ühisettevõttest (ühisettevõte EuroHPC) kavatseb komisjon nüüd ehitada tipptasemel katsekvantarvuteid. Need arvutid toimivad ühisettevõtte superarvutitega ühendatud kiirendajatena, moodustades hübriidmasinaid, milles on ühendatud parimad kvant- ja klassikalised andmetöötlustehnoloogiad.

2022. aasta oktoobris kuulutas ühisettevõte EuroHPC välja kuus asukohta kogu ELis, kus asuvad esimesed Euroopa kvantarvutid, mis integreeritakse EuroHPC superarvutitesse. Need uued omandatud kvantarvutid põhinevad puhtalt tipptasemel Euroopa tehnoloogial ning asuvad Tšehhis, Saksamaal, Hispaanias, Prantsusmaal, Itaalias ja Poolas. Investeeringu kogusumma on 100 miljonit eurot, millest 50 % tuleb EList ja 50 % 17st ühisettevõttes EuroHPC osalevast riigist.

See on esimene samm Euroopa kvantandmetöötlustaristu kasutuselevõtu suunas, mis on Euroopa teadus- ja tööstuskasutajatele pilve kaudu mitteärilisel alusel kättesaadav. See taristu on ette nähtud selleks, et kiirendada uute teadmiste ja lahenduste loomist üleilmsetele ühiskondlikele probleemidele. Tänu oma tohutule andmetöötlusvõimsusele tegeleb see keerukate simulatsiooni- ja optimeerimisprobleemidega, eriti materjalide arendamise, ravimite avastamise, ilmaprognooside, transpordi ja muude tööstuse ja ühiskonna jaoks oluliste reaalmaailma probleemidega. 

Esimene EuroHPC omandatud kvantarvuti avati Poznanis (Poola) 2025. aasta juunis. 2025. aasta septembris avas EuroHPC Tšehhis Ostravas oma teise kvantarvuti VLQ. See vahe-eesmärk on oluline samm Euroopa tipptasemel kvantandmetöötlustaristu kasutuselevõtul.

Alates 2019. aasta juunist on kõik 27 ELi liikmesriiki allkirjastanud EuroQCI deklaratsiooni, nõustudes tegema koostööd komisjoniga ja Euroopa Kosmoseagentuuri toetusel, et töötada välja kogu ELi hõlmav kvantsidetaristu (EuroQCI). 

Lisateave EuroQCI kohta

Mitmes valdkonnas on kvantandurid juba võimelised pakkuma oluliselt paremat jõudlust ja täpsust võrreldes nende klassikaliste ekvivalentidega. Komisjon investeerib üleeuroopalistesse kvantandurite taristutesse, mis ühendavad neid andureid ja kasutavad ära nende potentsiaali, sealhulgas kvantgravimeetrite võrgustikku, mis on nii kinnitatud kui ka paigaldatud liikuvatele kandjatele, nagu droonid või laevad, ning mis jälgib maa-aluseid ja veealuseid ressursse ja vulkaanilist tegevust, täidab Maa seire ülesandeid ja palju muud. See võrk ühendatakse kavandatava Euroopa kosmosegravimeetria taristuga, mis võimaldab kosmosepõhiste tehnoloogiate toel teha veelgi täpsemaid mõõtmisi.