© Euroopan komissio
Mikä on kvantti
Lähivuosina kvanttiteknologiat mahdollistavat sellaisten asioiden tekemisen, joita ei yksinkertaisesti voida tehdä tänään. Kvanttitasolla voimme katsoa kauas maan alla tai meren alla ja suorittaa monimutkaisia laskennallisia tehtäviä, kuten biomolekyylisten ja kemiallisten reaktioiden mallintamista, joita tehokkaimmat supertietokoneet eivät tällä hetkellä pysty hallitsemaan. Quantum auttaa meitä lähettämään arkaluontoista tietoa turvallisesti minne tahansa ja diagnosoimaan sairauksia nopeammin ja tarkemmin katsomalla soluihin. Toisin sanoen kvantti ratkaisee ongelmia, jotka veisivät jopa tämän päivän nopeimmat tietokoneet satoja päiviä, ellei vuosia.
Ensimmäisessä kvanttivallankumouksessa 1900-luvun alussa tiedemiehet oppivat ymmärtämään ja soveltamaan kvanttimekaniikan ominaisuuksia – molekyylien, atomien ja jopa pienempien hiukkasten, kuten fotonien ja elektronien vuorovaikutusta. Tämä mahdollisti lopulta transistorien, laserien ja mikroprosessorien luomisen: perustavaa laatua olevat teknologiat tietokoneisiin, televiestintään, satelliittinavigointiin, älypuhelimiin, nykyaikaiseen lääketieteelliseen diagnostiikkaan ja paljon muuta.
Nyt toinen kvanttivallankumous on käynnissä. Tutkijat voivat havaita ja manipuloida yksittäisiä hiukkasia ja niiden fyysisiä ominaisuuksia ja vuorovaikutusta sekä rakentaa uusia teknologioita ja järjestelmiä, jotka hyödyntävät perustana olevan kvanttimekaniikan ominaisuuksia. Tämä kehitys on johtanut merkittävään tekniseen kehitykseen monilla eri aloilla, kuten kvanttilaskennassa, antureissa, simulaatioissa, salauksessa ja televiestinnässä.
Kvanttisovellusten keskeisillä osa-alueilla alkaa syntyä kokonainen sukupolvi uusia teknologioita, joilla voi olla kauaskantoisia taloudellisia ja yhteiskunnallisia vaikutuksia: kvanttilaskenta ja simulointi, kvanttiviestintä ja kvanttisensointi ja metrologia. Jotkut ovat jo kehittymässä, kun taas monet muut kehittyvät lähivuosina. Kvanttipotentiaali on valtava, ja kaikki maailman suuret alueet investoivat voimakkaasti tähän erittäin strategiseen alaan. EU:n digitaalista vuosikymmentä koskevalla strategialla pyritäänkin siihen, että Eurooppa saa aikaan ensimmäisen supertietokoneensa, jonka kvanttivauhti kiihtyy vuoteen 2025 mennessä, mikä tasoittaa tietä kvanttivalmiuksien kärjessä vuoteen 2030 mennessä. EU:n sirusäädös sisältää myös toimenpiteitä, joilla edistetään kvanttisirujen halpaa ja suurta volyymia EU:ssa, jotta ne voivat käyttää useita innovatiivisia kvanttilaitteita.
EU:n neuvoston puheenjohtajavaltio Espanja antoi 5. joulukuuta 2023 julkilausuman, jonka EU:n jäsenvaltiot allekirjoittavat ilmoittaakseen tunnustavansa kvanttiteknologioiden strategisen merkityksen EU:n tieteelliselle ja teolliselle kilpailukyvylle ja sitoutuvansa tekemään yhteistyötä maailmanluokan kvanttiteknologiaekosysteemin kehittämiseksi koko Euroopassa. Tavoitteena on tehdä Euroopasta maailman ”kvanttilaakso”, joka on maailmanlaajuisesti johtava kvanttiosaamisen ja innovoinnin alue.
Quantum Technologies -lippulaiva
Euroopalla on pitkät perinteet kvanttitutkimuksen huippuosaamisesta. Nyt on ratkaisevan tärkeää kehittää vankka teollinen perusta, joka perustuu tähän perinteeseen. Ilman koordinoituja tutkimus- ja rahoitustoimia Euroopan tasolla Eurooppa saattaisi jäädä jälkeen globaaleista kilpailijoistaan.
Tähän haasteeseen vastaamiseksi Quantum Technologies -lippulaiva käynnistettiin vuonna 2018. Se on laajamittainen pitkän aikavälin tutkimusaloite, jonka määrärahat ovat miljardi euroa ja jonka EU rahoittaa ja johon osallistuu tutkimuslaitoksia, teollisuutta ja julkisia rahoittajia ja jolla vahvistetaan ja laajennetaan Euroopan tieteellistä johtoasemaa ja huippuosaamista tällä alalla.
© Quantum Flagship / Raquel Puras
Commissioner Thierry Breton observing a model of a device designed to keep a quantum processor at the ultra-low temperatures it needs to function
Kvanttilaskenta
Osana Euroopan suurteholaskennan yhteisyritystä ( EuroHPC-yhteisyritys) komissio aikoo nyt rakentaa uusinta teknologiaa hyödyntäviä kvanttitietokoneita. Nämä tietokoneet toimivat kiihdyttäjinä, jotka ovat yhteydessä yhteisyrityksen supertietokoneisiin, ja muodostavat hybridikoneita, joissa yhdistyvät parhaat kvantti- ja klassiset tietotekniikkatekniikat.
Lokakuussa 2022 EuroHPC-yhteisyritys ilmoitti, että EU:ssa valitaan kuusi laitosta, jotka isännöivät ensimmäisiä eurooppalaisia kvanttitietokoneita, jotka integroidaan EuroHPC-supertietokoneisiin. Nämä uudet kvanttitietokoneet perustuvat puhtaasti huipputason eurooppalaiseen teknologiaan, ja ne sijaitsevat Tšekissä, Saksassa, Espanjassa, Ranskassa, Italiassa ja Puolassa. Investoinnit ovat yhteensä 100 miljoonaa euroa, joista 50 prosenttia tulee EU:sta ja 50 prosenttia 17:stä EuroHPC-yhteisyritykseen osallistuvasta maasta.
Tämä on ensimmäinen askel kohti eurooppalaisen kvanttilaskentainfrastruktuurin käyttöönottoa, joka on tieteen ja teollisuuden eurooppalaisten käyttäjien saatavilla pilvipalvelujen kautta ei-kaupalliselta pohjalta. Tällä infrastruktuurilla pyritään nopeuttamaan uuden tietämyksen ja ratkaisujen luomista maailmanlaajuisiin yhteiskunnallisiin haasteisiin. Massiivisen laskentakapasiteettinsa ansiosta se käsittelee monimutkaisia simulaatio- ja optimointiongelmia, erityisesti materiaalien kehittämisessä, lääkkeiden löytämisessä, sään ennustamisessa, kuljetuksessa ja muissa reaalimaailman ongelmiin, jotka ovat erittäin tärkeitä teollisuudelle ja yhteiskunnalle.
Eurooppalainen kvanttiviestintäinfrastruktuuri (EuroQCI) -aloite
Kesäkuusta 2019 lähtien kaikki 27 EU:n jäsenvaltiota ovat allekirjoittaneet EuroQCI- julistuksen, jossa ne sopivat tekevänsä yhteistyötä komission kanssa ja Euroopan avaruusjärjestön tuella koko EU:n kattavan kvanttiviestintäinfrastruktuurin (EuroQCI) kehittämiseksi.
Kvanttitunnistus
Useilla aloilla kvanttianturit pystyvät jo tarjoamaan huomattavasti paremman suorituskyvyn ja tarkkuuden verrattuna klassisiin vastineisiinsa. Komissio investoi yleiseurooppalaisiin kvanttitunnistusinfrastruktuureihin, jotka yhdistävät nämä anturit ja hyödyntävät niiden potentiaalia, mukaan lukien kvanttigravimetrien verkosto, joka on kiinteä ja asennettu liikkuviin kantolaitteisiin, kuten miehittämättömät ilma-alukset tai alukset, joka seuraa maanalaisia ja vedenalaisia resursseja ja vulkaanista toimintaa ja suorittaa maanhavainnointitehtäviä ja paljon muuta. Tämä verkko liitetään suunniteltuun eurooppalaiseen avaruusgravitaatioinfrastruktuuriin, mikä mahdollistaa entistä tarkemmat mittaukset avaruusteknologioiden tuella.
Viimeisimmät uutiset
Aiheeseen liittyvää
Aiheesta laajemmin
Suurteholaskentaan ja laskentateknologioihin tehtyjen EU:n investointien ansiosta Eurooppa voi näyttää tietä suurteholaskennan alalla digitaalisella vuosikymmenellä.
Syventävää tietoa
EuroQCI on turvallinen kvanttiviestintäinfrastruktuuri, joka kattaa koko EU:n ja sen merentakaiset alueet.
Quantum Technologies -lippulaiva on pitkän aikavälin tutkimus- ja innovointialoite, jonka tavoitteena on nostaa Eurooppa toisen kvanttivallankumouksen kärkeen.
Katso myös
Destination Earth (DestinE), Euroopan komission lippulaivahanke kestävää tulevaisuutta varten
Mikro- ja nanoelektroniikka vie meidät maailmaan pienoiskoossa, jossa isoja asioita helpottavat pienimmät ja älykkäimmät elektroniset komponentit ja järjestelmät.
Olemme uuden fotoniikan aikakauden partaalla, ja Euroopan komissio pyrkii varmistamaan, että kansalaiset ja yritykset hyötyvät täysimääräisesti tästä teknologiasta.
Suurteholaskennalla tarkoitetaan tietokonejärjestelmiä, joilla on erittäin suuri laskentateho ja jotka pystyvät ratkaisemaan erittäin monimutkaisia ja vaativia ongelmia.