Kvantno i superračunalstvo

Mi proizvodimo sve veće količine podataka u našim životima. 

Svakodnevno generiramo oko 2,5 kvintilijuna bajtova podataka, odnosno podatke vrijedne oko 100 milijuna Blu-ray DVD-ova.

Ti podaci mogu biti osobni podaci s društvenih medija, internetskih pretraživanja ili streaminga, podaci iz senzora u poljima za pomoć u poljoprivredi, podaci prikupljeni iz vremenskih prognoza ili podaci drugih digitalnih objekata. 

Očekuje se da će količina podataka koja postoji u svijetu do 2025. dosegnuti 175 zetabajta. To je teško zamisliti – samo jedan zetabajt može sadržavati bilijun primjeraka Rata i mira. Ako bi jedna osoba htjela preuzeti sve te podatke, to bi trajalo oko 1,8 milijardi godina.

Dakle, kako obrađujemo te ogromne količine podataka? 

Naša prijenosna računala daleko su od računalne snage potrebne za to. 

Zbog toga Europa ulaže u računala visokih performansi ili superračunala. LUMI, najmoćnije superračunalo u Europi, ima računalnu snagu od oko 1,5 milijuna prijenosnih računala. 

Računala visokih performansi omogućuju nam da:

Što su EuroHPC računala?

LUMI

Finska

#3 u svijetu

LEONARDO

Italija

#5 u svijetu

Karolina

Češka

Discoverer

Bugarska

JUPITER

Prvo europsko eksaskalarno superračunalo JUPITER trenutačno se gradi u Njemačkoj.

Zajedničko poduzeće EuroHPC priprema se i za integraciju svojih superračunala sa šest kvantnih računala u Češkoj, Njemačkoj, Španjolskoj, Francuskoj, Italiji i Poljskoj, što je prvi korak prema uvođenju europske infrastrukture za kvantno računalstvo.

Klasična računala kao što su naša prijenosna računala upotrebljavaju „bitove” za pohranu jedinica informacija koje mogu biti 0 ili 1. Kvantna računala upotrebljavaju kvantne bitove ili kubite. Oni mogu predstavljati bilo koju kombinaciju od 0 i 1 istodobno. 

Razmislite o poznatoj Schrödingerovoj mački, korištenoj za demonstraciju ove ideje: Mačka je smještena u kutiju s nečim što bi je moglo ubiti, a kutija je zapečaćena. Dok se kutija ne otvori, mačka je i mrtva i živa.

To znači da umjesto provođenja novih izračuna svaki put kada se informacija promijeni, kvantna računala mogu istražiti mnoge putove u isto vrijeme. 

U kvantnim senzorima moguće je izgraditi senzore koji su znatno točniji od njihovih klasičnih ekvivalenata.

Kvantna komunikacija koristi svojstva kubita kako bi omogućila vrlo siguran prijenos osjetljivih podataka.

Dugoročna je vizija EU-a razvoj kvantnog interneta u cijeloj Europi: kvantna računala, simulatori i senzori bili bi međusobno povezani putem kvantnih mreža koje distribuiraju informacije i kvantne resurse.

Trenutačne kvantne primjene

Vrlo precizni atomski satovi koji se koriste u navigacijskim sustavima, pametnim energetskim mrežama i za označavanje vremena financijskih transakcija.

Nuklearna magnetska rezonancija (NMRI) i napredna medicinska tehnika snimanja

Kvantni simulatori i senzori koji se koriste za brži razvoj novih lijekova i otkrivanje prirodnih resursa

Kvantna raspodjela ključeva (QKD): jedan od najsigurnijih oblika optičke komunikacije, distribucija ključeva za šifriranje s mogućnošću otkrivanja prisluškivanja

Vodeća inicijativa u području kvantnih tehnologija

Vodeća inicijativa u području kvantnih tehnologija dugoročna je inicijativa za istraživanje i inovacije.

Inicijativa za europsku kvantnu komunikacijsku infrastrukturu (EuroQCI)

Europska komisija surađuje s državama članicama EU-a i Europskom svemirskom agencijom na razvoju europske kvantne komunikacijske infrastrukture (EuroQCI). 

EuroQCI je kvantna komunikacijska infrastruktura koja obuhvaća cijeli EU i kojom će se ojačati zaštita državnih institucija, njihovih podatkovnih centara, bolnica, energetskih mreža itd. 

Bit će sastavni dio sustava IRIS2, novog sigurnog svemirskog komunikacijskog sustava EU-a.

Digitalni blizanci su virtualni prikazi stvarnih objekata. Oni nam mogu pomoći u modeliranju scenarija i predviđanju budućih događaja. 

Digitalni blizanci oslanjaju se na moć superračunala kako bi proveli svoje vrlo složene simulacije.

Odredište Zemlja

Destinacija Zemlja (DestinE) koristi digitalne blizance kako bi stvorila repliku Zemlje. 

Pomoći će nam u modeliranju, simulaciji i predviđanju prirodnih događaja i utjecaja ljudskih aktivnosti. 

EU-u potporu u provedbi programa DestinE pružaju tri ovlaštena subjekta.

Vremenska crta odredišta Zemlja

10. lipnja 2024.: Prvo izdanje platforme osnovnih usluga, podatkovnog jezera i prva dva digitalna blizanca o ekstremnim događajima i prilagodbi klimatskim promjenama

Do 2027.: Daljnje poboljšanje sustava DestinE, pružanje dodatnih usluga, revolucionarni razvoj umjetne inteligencije i sinergije s dodatnim digitalnim blizancima

Do 2030.: Kompletan digitalni blizanac Zemljinog sustava

Europska inicijativa za virtualne ljudske blizance

Virtualni ljudski blizanac je digitalni prikaz ljudskog tijela. To se može učiniti na različitim razinama anatomije – stanicama, tkivima, organima ili organskim sustavima. 

Virtualni ljudski blizanci koriste softverske modele i podatke kako bi oponašali i predvidjeli ponašanje svojih fizičkih kolega. Imaju velik potencijal za poboljšanje ciljane prevencije, pružanje kliničkih putova i potporu zdravstvenim djelatnicima.

Europska inicijativa za virtualne ljudske blizance potaknut će suradnju i olakšati istraživanje u tom području, koristeći se moći superračunalstva i prednostima koje nudi europski prostor za zdravstvene podatke.