Kvantum

A következő néhány évben a kvantumtechnológiák lehetővé teszik olyan dolgok elvégzését, amelyeket ma egyszerűen nem lehet megtenni. A kvantummal képesek leszünk messze a föld alá vagy a tenger alá nézni, és olyan összetett számítási feladatokat végezni, mint például a biomolekuláris és kémiai reakciók modellezése, amelyeket a legerősebb szuperszámítógépek jelenleg nem tudnak kezelni. A Quantum segít nekünk érzékeny információkat biztonságosan küldeni bárhová, és gyorsabban és pontosabban diagnosztizálni a betegségeket a sejtek belsejében. Más szóval, a kvantum megoldja a problémákat, amelyek a mai leggyorsabb számítógépek több száz napig, ha nem évekig tartanak.

A huszadik század elején az első kvantumforradalom során a tudósok megtanulták megérteni és alkalmazni a kvantummechanika tulajdonságait – a molekulák, atomok és még kisebb részecskék, például fotonok és elektronok kölcsönhatásait. Ez végül lehetővé tette számukra, hogy tranzisztorokat, lézereket és mikroprocesszorokat hozzanak létre: alapvető technológiák számítógépek, távközlés, műholdas navigáció, okostelefonok, modern orvosi diagnosztika és még sok más.

Most kezdődik a második kvantumforradalom. A kutatók képesek felismerni és manipulálni az egyes részecskéket és azok fizikai tulajdonságait és kölcsönhatásait, és új technológiákat és rendszereket építeni, amelyek kihasználják a mögöttes kvantummechanika tulajdonságait. Ezek a fejlesztések számos területen jelentős technikai fejlődéshez vezettek, beleértve a kvantumszámítást, az érzékelőket, a szimulációkat, a kriptográfiát és a távközlést. 

A nagy horderejű gazdasági és társadalmi hatásokkal rendelkező új technológiák egész generációja kezd kibontakozni a kvantumalkalmazás fő területein: kvantumszámítás és szimuláció, kvantumkommunikáció, kvantumérzékelés és metrológia. Egyesek már fejlesztés alatt állnak, míg mások az elkövetkezendő években fejlődnek. A kvantumban rejlő lehetőségek hatalmasak, és a világ minden jelentős régiója jelentős beruházásokat hajt végre ezen a rendkívül stratégiai területen. Az EU digitális évtizedre vonatkozó stratégiájának célja tehát, hogy Európa 2025-ig kvantumgyorsítással rendelkezzen első szuperszámítógépével, amely megnyitná az utat ahhoz, hogy 2030-ra a kvantumképesség élvonalába kerüljön. A csipekről szóló európai jogszabály olyan intézkedéseket is tartalmaz, amelyek elősegítik a kvantumchipek alacsony költségű, nagy volumenű gyártását az EU-ban annak érdekében, hogy innovatív kvantumeszközök egész sorát meg tudják valósítani.

2023. december 5-én az EU Tanácsának spanyol elnöksége nyilatkozatot tett arról, hogy az uniós tagállamok aláírják, hogy elismerik a kvantumtechnológiák stratégiai jelentőségét az EU tudományos és ipari versenyképessége szempontjából, és elkötelezik magukat amellett, hogy Európa-szerte együttműködnek egy világszínvonalú kvantumtechnológiai ökoszisztéma fejlesztésében azzal a végső céllal, hogy Európát a világ „kvantumvölgyévé” tegyék, amely a világ vezető régiója a kvantumkiválóság és az innováció terén.

A Quantum Technologies zászlóshajója

Európa hosszú múltra tekint vissza a kvantumkutatás kiválósága terén. Most elengedhetetlen egy szilárd ipari bázis kialakítása, amely erre a hagyományra épül. Az európai szintű koordinált kutatási és finanszírozási erőfeszítések nélkül Európa azzal a veszéllyel járna, hogy lemaradna globális versenytársairól.

Ennek a kihívásnak való megfelelés érdekében 2018-ban elindították a Quantum Technologies zászlóshajót. Ez egy nagyszabású, hosszú távú kutatási kezdeményezés, amelynek költségvetése 1 milliárd EUR, amelyet az EU finanszíroz, és amely egyesíti a kutatóintézeteket, az ipart és az állami finanszírozókat, megszilárdítva és kiterjesztve az európai tudományos vezető szerepet és kiválóságot ezen a területen.

Kvantumszámítás

Az Európai Nagy Teljesítményű Számítástechnika Közös Vállalkozás (EuroHPC Közös Vállalkozás) részeként a Bizottság jelenleg a legkorszerűbb kísérleti kvantumszámítógépek kiépítését tervezi. Ezek a számítógépek a közös vállalkozás szuperszámítógépeivel összekapcsolt gyorsítóként működnek, és „hibrid” gépeket alkotnak, amelyek a kvantum- és klasszikus számítástechnikai technológiák legjobbjait ötvözik.

2022 októberében az EuroHPC közös vállalkozás bejelentette, hogy az EuroHPC szuperszámítógépekbe integrált első európai kvantumszámítógépeknek hat helyszínt választ ki az EU-ban. Ezek az újonnan megszerzett kvantumszámítógépek tisztán korszerű európai technológián alapulnak, és Csehországban, Németországban, Spanyolországban, Franciaországban, Olaszországban és Lengyelországban találhatók majd. A beruházás összege 100 millió EUR, amelynek 50%-a az EU-ból, 50%-a pedig az EuroHPC Közös Vállalkozásban részt vevő 17 országból származik.

Ez lesz az első lépés egy olyan európai kvantum-számítástechnikai infrastruktúra kiépítése felé, amely a felhőn keresztül nem kereskedelmi alapon hozzáférhető lesz a tudomány és az ipar európai felhasználói számára. Ezt az infrastruktúrát a globális társadalmi kihívásokra vonatkozó új ismeretek és megoldások létrehozásának felgyorsítására fogják fordítani. Hatalmas számítási kapacitásának köszönhetően komplex szimulációs és optimalizálási problémákat fog kezelni, különösen az anyagfejlesztésben, a kábítószer-feltárásban, az időjárás-előrejelzésben, a szállításban és más, az ipar és a társadalom számára kiemelten fontos valós problémákban. 

Az Európai Kvantumkommunikációs Infrastruktúra (EuroQCI) kezdeményezés

2019 júniusa óta mind a 27 uniós tagállam aláírta az EuroQCI- nyilatkozatot, amelyben egyetértettek abban, hogy a Bizottsággal és az Európai Űrügynökség támogatásával együttműködnek az egész EU-t lefedő kvantumkommunikációs infrastruktúra (EuroQCI) fejlesztése érdekében. 

Tudjon meg többet az EuroQCI-ről

Kvantumérzékelés

Számos területen a kvantumérzékelők már most is jelentősen jobb teljesítményt és pontosságot tudnak nyújtani a klasszikus egyenértékükhöz képest. A Bizottság olyan páneurópai kvantumérzékelő infrastruktúrákba fektet be, amelyek összekapcsolják ezeket az érzékelőket és kiaknázzák a bennük rejlő lehetőségeket, beleértve a kvantum-gaviméterek hálózatát, mind rögzített, mind pedig mozgó hordozókra, például drónokra vagy hajókra szerelt hálózatot, amelyek nyomon követik a föld alatti és a víz alatti erőforrásokat és a vulkáni tevékenységeket, és ellátják a Föld-megfigyelési feladatokat stb. Ezt a hálózatot egy tervezett európai űrgrafimetriai infrastruktúrához fogják csatlakoztatni, lehetővé téve, hogy még pontosabb méréseket lehessen végezni az űrtechnológiák támogatásával.