Kvantti

 Muutaman seuraavan vuoden aikana kvanttiteknologia mahdollistaa sellaisten asioiden tekemisen, joita ei yksinkertaisesti voida tehdä tänään. Kvantilla voimme katsoa kauas maan alle tai meren alle ja suorittaa monimutkaisia laskennallisia tehtäviä, kuten mallintaa biomolekyylisiä ja kemiallisia reaktioita, joita tehokkaimmat supertietokoneet eivät tällä hetkellä pysty hallitsemaan. Quantum auttaa meitä lähettämään arkaluonteisia tietoja turvallisesti minne tahansa ja diagnosoimaan sairauksia nopeammin ja tarkemmin katsomalla soluihin.

Ensimmäisessä kvanttivallankumouksessa 1900-luvun alussa tutkijat oppivat ymmärtämään ja soveltamaan kvanttimekaniikan ominaisuuksia – molekyylien, atomien ja jopa pienempien hiukkasten, kuten fotonien ja elektronien, vuorovaikutusta. Tämän ansiosta he pystyivät lopulta luomaan transistoreita, lasereita ja mikroprosessoreita: perustavaa laatua olevat teknologiat tietokoneille, tietoliikenteelle, satelliittinavigoinnille, älypuhelimille, nykyaikaiselle lääketieteelliselle diagnostiikalle ja paljon muuta.

Nyt on käynnissä toinen kvanttivallankumous. Tutkijat voivat havaita ja manipuloida yksittäisiä hiukkasia ja niiden fyysisiä ominaisuuksia ja vuorovaikutuksia sekä rakentaa uusia teknologioita ja järjestelmiä, joissa hyödynnetään taustalla olevan kvanttimekaniikan ominaisuuksia. Tämä kehitys on johtanut merkittävään tekniseen edistykseen monilla eri aloilla, kuten kvanttilaskennassa, antureissa, simulaatioissa, salauksessa ja televiestinnässä. 

Kvanttisovellusten pääaloilla on syntymässä kokonainen sukupolvi uusia teknologioita, joilla voi olla kauaskantoisia taloudellisia ja yhteiskunnallisia vaikutuksia: kvanttilaskenta ja -simulointi, kvanttiviestintä sekä kvanttitunnistus ja metrologia. Jotkut ovat jo kehitteillä, kun taas monia muita kehitetään tulevina vuosina. Kvanttipotentiaali on valtava, ja kaikki suuret maailman alueet investoivat voimakkaasti tähän erittäin strategiseen alaan. 

Sen vuoksi komissio on hyväksynyt kvanttistrategian, jonka tavoitteena on varmistaa EU:n teknologinen johtoasema.   

Heinäkuussa 2025 hyväksytyssä strategiassa hyödynnetään Euroopan nykyisiä vahvuuksia: maailmanluokan tutkimus, tieteellinen huippuosaaminen, elinvoimainen startup-pohja ja vahva julkisten investointien rakenne, ja siinä keskitytään viiteen toiminta-alaan:

• Alue 1 Tutkimus ja innovointi: Vahvistetaan huippuosaamista kaikkialla Euroopassa kvanttitieteessä ja sen teollisessa muutoksessa.
• Alue 2 Kvantti-infrastruktuurit: Kehitetään skaalautuvia, koordinoituja infrastruktuurikeskuksia tuotannon, suunnittelun ja sovellusten kehittämisen tueksi.
• Ala 3 EU:n kvanttiekosysteemin vahvistaminen: Toimitusketjujen turvaaminen ja kvanttiteknologioiden teollistaminen investoimalla startup- ja scaleup-yrityksiin.
• Alue 4 Avaruusteknologia ja kaksikäyttöiset kvanttiteknologiat (turvallisuus ja puolustus): Turvallisten ja suvereenien kvanttivoimavarojen sisällyttäminen Euroopan avaruus-, turvallisuus- ja puolustusstrategioihin.
• Ala 5 Kvanttitaidot: Monimuotoisen, maailmanluokan työvoiman rakentaminen koordinoidun yleissivistävän ja ammatillisen koulutuksen sekä osaajien liikkuvuuden avulla kaikkialla EU:ssa.

Kannanottopyyntö on nyt avoinna tulevan EU:n kvanttisäädöksen muokkaamiseksi. Säädös on määrä hyväksyä vuonna 2026. Tällä säädöksellä on kolme päätavoitetta:

1. Tutkimuksen ja innovoinnin edistäminen
2. Teollisen kapasiteetin lisääminen, mukaan lukien pilottituotantolinjat ja suunnittelulaitos
3. Vahvistetaan toimitusketjun häiriönsietokykyä ja hallintoa.

Se perustuu Quantum Europe -strategiaan ja täydentää sirusäädöstä, EuroHPC-yhteisyritystä ja IRIS2-järjestelmää.

Euroopalla on pitkät perinteet kvanttitutkimuksen huippuosaamisesta. Nyt on ratkaisevan tärkeää kehittää vankka teollinen perusta, joka perustuu tähän perinteeseen. Ilman Euroopan tason koordinoituja tutkimus- ja rahoitustoimia Eurooppa olisi vaarassa jäädä jälkeen globaaleista kilpailijoistaan.

Tähän haasteeseen vastaamiseksi käynnistettiin vuonna 2018 Quantum Technologies -lippulaivahanke. Kyseessä on laajamittainen pitkän aikavälin tutkimusaloite, jonka EU rahoittaa miljardilla eurolla ja joka kokoaa yhteen tutkimuslaitokset, teollisuuden ja julkiset rahoittajat ja lujittaa ja laajentaa Euroopan tieteellistä johtoasemaa ja huippuosaamista tällä alalla.

Osana Euroopan suurteholaskennan yhteisyritystä (EuroHPC-yhteisyritys) komissio suunnittelee nyt huipputason kvanttitietokoneiden rakentamista. Nämä tietokoneet toimivat yhteisyrityksen supertietokoneisiin liitettyinä kiihdyttiminä, jotka muodostavat "hybridikoneita", joissa yhdistyvät kvantti- ja klassisen laskentateknologian parhaat puolet.

Lokakuussa 2022 EuroHPC-yhteisyritys ilmoitti, että se valitsee kuusi toimipaikkaa eri puolilta EU:ta isännöimään ensimmäisiä eurooppalaisia kvanttitietokoneita, jotka integroidaan EuroHPC-supertietokoneisiin. Nämä uudet kvanttitietokoneet perustuvat täysin uusimpaan eurooppalaiseen teknologiaan, ja ne sijaitsevat Tšekissä, Saksassa, Espanjassa, Ranskassa, Italiassa ja Puolassa. Investointien kokonaismäärä on 100 miljoonaa euroa, josta 50 prosenttia tulee EU:lta ja 50 prosenttia 17:ltä EuroHPC-yhteisyritykseen osallistuvalta maalta.

Tämä on ensimmäinen askel kohti eurooppalaista kvanttilaskentainfrastruktuuria, joka on eurooppalaisten tieteen ja teollisuuden käyttäjien saatavilla pilvipalvelujen kautta ei-kaupalliselta pohjalta. Infrastruktuurin tarkoituksena on nopeuttaa uuden tietämyksen ja ratkaisujen luomista maailmanlaajuisiin yhteiskunnallisiin haasteisiin. Massiivisen laskentakapasiteettinsa ansiosta se käsittelee monimutkaisia simulointi- ja optimointiongelmia, erityisesti materiaalien kehittämisessä, lääkkeiden löytämisessä, sääennusteissa, kuljetuksissa ja muissa reaalimaailman ongelmissa, jotka ovat erittäin tärkeitä teollisuudelle ja yhteiskunnalle. 

Ensimmäinen EuroHPC:n hankkima kvanttitietokone otettiin käyttöön Poznanissa (Puolassa) kesäkuussa 2025. Syyskuussa 2025 EuroHPC otti käyttöön toisen VLQ-kvanttitietokoneensa Ostravassa Tšekissä. Tämä virstanpylväs on tärkeä edistysaskel uusimman eurooppalaisen kvanttilaskentainfrastruktuurin käyttöönotossa.

Kaikki EU:n 27 jäsenvaltiota ovat kesäkuusta 2019 lähtien allekirjoittaneet EuroQCI-julistuksen ja sopineet tekevänsä yhteistyötä komission kanssa ja Euroopan avaruusjärjestön tuella koko EU:n kattavan kvanttiviestintäinfrastruktuurin (EuroQCI) kehittämiseksi. 

Lue lisää EuroQCI:stä

Useilla aloilla kvanttianturit pystyvät jo tarjoamaan huomattavasti parempaa suorituskykyä ja tarkkuutta verrattuna perinteisiin vastaaviin. Komissio investoi yleiseurooppalaisiin kvanttianturi-infrastruktuureihin, jotka yhdistävät nämä anturit ja hyödyntävät niiden potentiaalia, mukaan lukien sekä kiinteiden että liikkuviin aluksiin, kuten miehittämättömiin ilma-aluksiin tai aluksiin, asennettujen kvanttigravitaatiomittareiden verkosto, joka seuraa maanalaisia ja vedenalaisia resursseja ja vulkaanista toimintaa, suorittaa maanhavainnointitehtäviä ja paljon muuta. Tämä verkko liitetään suunniteltuun eurooppalaiseen avaruusgravimetriseen infrastruktuuriin, mikä mahdollistaa entistä tarkemmat mittaukset avaruuteen perustuvan teknologian avulla.