Kvantti- ja supertietokoneet ovat välttämättömiä, jotta voimme käsitellä jatkuvasti kasvavia tietomääriä elämässämme ja käyttää tätä dataa täysimääräisesti.
EU investoi erittäin suuritehoisiin supertietokoneisiin ja kvanttiteknologioihin. Nämä ovat investointeja tulevaisuuteesi. Tämän suuren laskentatehon ansiosta voimme vastata erittäin monimutkaisiin ja vaativiin haasteisiin, kuten ilmastonmuutokseen, terveydenhuoltoon tai kyberturvallisuuteen, ennustamalla tarkemmin äärimmäisiä sääilmiöitä, kehittämällä yksilöllistä lääketiedettä ja kvanttisalausta – lue lisää siitä, miten.
Miksi supertietokoneita tarvitaan?
Tuotamme yhä enemmän dataa elämäämme.
Tuotamme päivittäin noin 2,5 kvintiljoonaa tavua dataa – noin 100 miljoonan Blu-ray-DVD:n arvosta dataa.
Nämä tiedot voivat olla henkilötietoja sosiaalisesta mediasta, verkkohauista tai suoratoistosta, peltojen antureista saatuja tietoja, jotka auttavat viljelyssä, sääennusteista kerättyjä tietoja tai muita digitaalisia esineitä.
Maailmassa olevan datan määrän odotetaan nousevan 175 tsettatavuun vuoteen 2025 mennessä. Tätä on vaikea kuvitella – vain yhteen tsettatavuun mahtuu biljoona kappaletta sotaa ja rauhaa. Ja jos yksi henkilö haluaisi ladata kaikki nämä tiedot, se veisi noin 1,8 miljardia vuotta.
Joten, miten käsittelemme näitä valtavia tietomääriä?
Kannettavat tietokoneemme eivät riitä tähän tarvittavaan laskentatehoon.
Tämän vuoksi Eurooppa investoi suurtehotietokoneisiin eli supertietokoneisiin. LUMI on Euroopan tehokkain supertietokone, ja sen laskentateho on noin 1,5 miljoonaa kannettavaa tietokonetta.
Tehokkaiden tietokoneiden avulla voimme:
Simuloi lääkemolekyylejä
Maaseudun suunnittelu ja kaupunkisuunnittelu
Suunnittele uusia materiaaleja & ajoneuvoja
Luo digitaalisia kaksosia
Kouluta suuria tekoälymalleja
Harvinaisten sairauksien analysointi
EuroHPC-yhteisyritys
Euroopan suurteholaskennan yhteisyritys perustettiin vuonna 2018.
Se kokoaa yhteen Euroopan maiden resurssit, jotta voimme kilpailla maailmanlaajuisesti supertietokoneiden maailmassa. Yksin mikään Euroopan maa ei pystyisi tähän. Yhdessä meillä on maailmanluokan supertietokoneekosysteemi.
- 32 osallistujamaata
- 7 mrd. €:n talousarvio vuosiksi 2021–2027
- 3 yksityistä kumppania
Mitkä ovat EuroHPC-yhteisyrityksen tavoitteet?
- Euroopan kansalaisten elämänlaadun parantaminen
- Tieteen edistäminen ja teollisuuden kilpailukyvyn parantaminen
- Varmistetaan teknologinen riippumattomuus
- Yleiseurooppalaisen suurteholaskentainfrastruktuurin kehittäminen
- Annetaan EU:n tekoälyalan startup-yrityksille mahdollisuus kouluttaa laajamittaisia malleja
Mitä EuroHPC-tietokoneet ovat?
LUMI
Suomi
#3 maailmanlaajuisesti
LEONARDO
Italia
#5 maailmanlaajuisesti
MareNostrum5
Espanja
#8 maailmanlaajuisesti
MeluXina
Luxemburg
Karolina
Tšekki
Discoverer
Bulgaria
Vega
Slovenia
Deucalion
Portugal
JUPITER
Euroopan ensimmäinen eksa-luokan supertietokone JUPITER on rakenteilla Saksassa.
EuroHPC-yhteisyritys valmistautuu myös integroimaan supertietokoneensa kuuteen kvanttitietokoneeseen Tšekissä, Saksassa, Espanjassa, Ranskassa, Italiassa ja Puolassa. Tämä on ensimmäinen askel kohti eurooppalaisen kvanttilaskentainfrastruktuurin käyttöönottoa.
Seuraava vaihe tietojenkäsittelyssä: Kvanttiteknologiat
Mitä ovat kvanttiteknologiat?
Kvanttiteknologiat ovat laitteita ja järjestelmiä, jotka hyödyntävät kvanttimekaniikan ominaisuuksia – molekyylien, atomien ja jopa pienempien hiukkasten, kuten fotonien ja elektronien, vuorovaikutusta.
Kvanttilaskenta käyttää kvanttiperiaatteita ratkaistakseen erittäin monimutkaisia ongelmia hyvin nopeasti – jopa nopeammin kuin supertietokone.
Perinteisissä tietokoneissa, kuten kannettavissa tietokoneissamme, käytetään bittiä sellaisten tietoyksiköiden tallentamiseen, jotka voivat olla joko 0 tai 1. Kvanttitietokoneet käyttävät kvanttibittejä eli kubitteja. Ne voivat edustaa mitä tahansa 0:n ja 1:n yhdistelmää samanaikaisesti.
Ajattele kuuluisaa Schrödingerin kissaa, jota käytettiin tämän ajatuksen osoittamiseen: kissa laitetaan laatikkoon, jossa on jotain, joka voi tappaa sen, ja laatikko on sinetöity. Kunnes laatikko avataan, kissa on sekä kuollut että elossa.
Tämä tarkoittaa, että sen sijaan, että jouduttaisiin tekemään uusia laskelmia joka kerta, kun tiedot muuttuvat, kvanttitietokoneet voivat tutkia monia polkuja samanaikaisesti.
Kvanttitunnistuksessa on mahdollista rakentaa antureita, jotka ovat huomattavasti tarkempia kuin niiden klassiset vastineet.
Kvanttikommunikaatio käyttää kubittien ominaisuuksia mahdollistaakseen erittäin turvallisen arkaluontoisten tietojen siirron.
EU:n pitkän aikavälin visiona on kvantti-internetin kehittäminen kaikkialla Euroopassa: Kvanttitietokoneet, -simulaattorit ja -anturit liitettäisiin yhteen informaatiota ja kvanttiresursseja jakavien kvanttiverkkojen kautta.
Nykyiset kvanttisovellukset
Erittäin tarkat atomikellot, joita käytetään navigointijärjestelmissä, älykkäissä energiaverkoissa ja rahoitustapahtumien aikaleimoissa.
Ydinmagneettinen resonanssikuvaus (NMRI) ja kehittynyt lääketieteellinen kuvantamistekniikka
Kvanttisimulaattorit ja -anturit, joita käytetään uusien lääkkeiden nopeampaan kehittämiseen ja luonnonvarojen havaitsemiseen
Kvanttiavaimen jakauma (QKD): yksi turvallisimmista optisen viestinnän muodoista, joka jakaa salausavaimia, joilla on kyky havaita salakuuntelu
Kvanttiteknologian lippulaivahanke
Quantum Technologies -lippulaivahanke on pitkän aikavälin tutkimus- ja innovaatioaloite.
Euroopan tieteellisen johtoaseman ja huippuosaamisen lujittaminen ja laajentaminen kvanttitutkimuksessa
Käynnistetään kilpailukykyinen eurooppalainen kvanttiteknologiateollisuus, jotta Euroopasta tulee johtava toimija
Tehdään Euroopasta dynaaminen ja houkutteleva alue innovatiiviselle tutkimukselle, liiketoiminnalle ja kvantti-investoinneille
Eurooppalainen kvanttiviestintäinfrastruktuuri (EuroQCI)
Euroopan komissio tekee yhteistyötä EU:n jäsenvaltioiden ja Euroopan avaruusjärjestön kanssa eurooppalaisen kvanttiviestintäinfrastruktuurin (EuroQCI) kehittämiseksi.
EuroQCI on koko EU:n kattava kvanttiviestintäinfrastruktuuri, joka vahvistaa muun muassa valtion laitosten, niiden datakeskusten, sairaaloiden ja energiaverkkojen suojaa.
Se on olennainen osa IRIS2-järjestelmää, joka on EU:n uusi avaruussijoitteinen suojattu viestintäjärjestelmä.
Suurteholaskennan käytännön sovellukset: Digitaaliset kaksoset
Digitaaliset kaksoset ovat virtuaalisia esityksiä reaalimaailman esineistä. Ne voivat auttaa meitä mallintamaan skenaarioita ja ennustamaan tulevia tapahtumia.
Digitaaliset kaksoset luottavat supertietokoneiden tehoon erittäin monimutkaisten simulaatioidensa suorittamisessa.
Kohdemaa
Destination Earth (DestinE) käyttää digitaalisia kaksosia luodakseen kopion Maasta.
Se auttaa meitä mallintamaan, simuloimaan ja ennustamaan luonnonilmiöitä ja ihmisen toiminnan vaikutuksia.
Kolme yhteisöä, joille on annettu tehtäviä, tukee EU:ta DestinE-ohjelman täytäntöönpanossa.
Euroopan keskipitkien sääennusteiden keskus
Euroopan avaruusjärjestö
Euroopan sääsatelliittijärjestö (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites)
Maapallon määränpään aikajana
kesäkuuta 2024: Ydinpalvelualustan ensimmäinen julkaisu, datajärvi ja kaksi ensimmäistä digitaalista kaksosta ääri-ilmiöistä ja ilmastonmuutokseen sopeutumisesta
Vuoteen 2027 mennessä: DestinE-järjestelmän tehostaminen edelleen, lisäpalvelujen tarjoaminen, tekoälyn läpimurtokehitys ja synergiat uusien digitaalisten kaksosten kanssa
Vuoteen 2030 mennessä: Maajärjestelmän täydellinen digitaalinen kaksonen
Virtuaalisia ihmiskaksosia koskeva eurooppalainen aloite (European Virtual Human Twins Initiative)
Virtuaalinen ihmisen kaksonen on digitaalinen esitys ihmiskehosta. Tämä voidaan tehdä anatomian eri tasoilla – soluissa, kudoksissa, elimissä tai elinjärjestelmissä.
Virtuaaliset kaksoset käyttävät ohjelmistomalleja ja dataa jäljitelläkseen ja ennustaakseen fyysisten kollegojensa käyttäytymistä. Niillä on paljon potentiaalia parantaa kohdennettua ennaltaehkäisyä, tarjota kliinisiä reittejä ja tukea terveydenhuollon ammattilaisia.
Lääkkeiden ja laitteiden kliiniset tutkimukset
Lääketieteellinen koulutus
Kirurgiset toimenpiteet
Eurooppalaisella virtuaalisia ihmisen kaksosia koskevalla aloitteella edistetään yhteistyötä ja helpotetaan alan tutkimusta käyttämällä suurteholaskentaa ja eurooppalaisen terveysdata-avaruuden tarjoamia etuja.
Aiheeseen liittyvä sisältö
EU:n investoinnit suurteholaskentaan ja laskentateknologioihin antavat Euroopalle mahdollisuuden...