Quantum

Per ateinančius kelerius metus kvantinės technologijos leis daryti tai, ko šiandien tiesiog neįmanoma padaryti. Kvantiniu būdu galėsime pažvelgti toli po žeme ar po jūra ir atlikti sudėtingas skaičiavimo užduotis, pavyzdžiui, modeliuoti biomolekulines ir chemines reakcijas, kurių galingiausi superkompiuteriai šiuo metu negali valdyti. „Quantum“ padės mums saugiai siųsti jautrią informaciją į bet kurią vietą ir greičiau bei tiksliau diagnozuoti ligas, žiūrint į ląsteles. Kitaip tariant, kvantinis išspręs problemas, kurios užtruks net greičiausius šiandienos kompiuterius šimtus dienų, jei ne metus.

Per pirmąją kvantinę revoliuciją XX a. pradžioje mokslininkai išmoko suprasti ir pritaikyti kvantinės mechanikos savybes – molekulių, atomų ir net mažesnių dalelių, tokių kaip fotonai ir elektronai, sąveiką. Tai galiausiai leido jiems sukurti tranzistorius, lazerius ir mikroprocesorius: pagrindinės technologijos kompiuteriams, telekomunikacijoms, palydovinei navigacijai, išmaniesiems telefonams, šiuolaikinei medicinos diagnostikai ir daug daugiau.

Šiuo metu vyksta antroji kvantinė revoliucija. Tyrėjai gali aptikti ir manipuliuoti atskiromis dalelėmis, jų fizinėmis savybėmis ir sąveika, taip pat kurti naujas technologijas ir sistemas, kurios naudojasi kvantinės mechanikos savybėmis. Šie pokyčiai lėmė didelę techninę pažangą daugelyje skirtingų sričių, įskaitant kvantinę kompiuteriją, jutiklius, modeliavimą, kriptografiją ir telekomunikacijas. 

Pagrindinėse kvantinio taikymo srityse pradeda atsirasti visa naujų technologijų, galinčių turėti plataus masto ekonominį ir visuomeninį poveikį, karta: kvantinė kompiuterija ir simuliacija, kvantinė komunikacija, kvantinis jutimas ir metrologija. Kai kurios jau kuriamos, o daugelis kitų bus plėtojamos ateinančiais metais. Kvantinis potencialas yra didžiulis, ir visi pagrindiniai pasaulio regionai daug investuoja į šią itin strateginę sritį. Todėl ES skaitmeninio dešimtmečio strategija siekiama, kad iki 2025 m. Europa turėtų pirmąjį superkompiuterį su kvantiniu pagreičiu ir taip būtų sudarytos sąlygos iki 2030 m. pirmauti kvantinių pajėgumų srityje. Į Europos lustų aktą taip pat įtrauktos priemonės, kuriomis siekiama skatinti nebrangią, didelės apimties kvantinių lustų gamybą ES, kad jie galėtų naudoti įvairius novatoriškus kvantinius prietaisus.

2023 m. gruodžio 5 d. ES Tarybai pirmininkaujanti Ispanija paskelbė deklaraciją, kurią pasirašo ES valstybės narės, siekdama nurodyti, kad jos pripažįsta strateginę kvantinių technologijų svarbą ES moksliniam ir pramoniniam konkurencingumui ir įsipareigoja bendradarbiauti kuriant pasaulinio lygio kvantinių technologijų ekosistemą visoje Europoje, siekiant galutinio tikslo, kad Europa taptų kvantinio pasaulio slėniu, pasaulyje pirmaujančiu kvantinės kompetencijos ir inovacijų regionu.

Kvantinių technologijų pavyzdinė programa

Europa turi senas kompetencijos kvantinių mokslinių tyrimų srityje tradicijas. Dabar labai svarbu sukurti tvirtą pramoninę bazę, kuri būtų grindžiama šia tradicija. Jei Europos lygmeniu nebūtų koordinuotų mokslinių tyrimų ir finansavimo pastangų, Europa rizikuotų atsilikti nuo savo pasaulinių konkurentų.

Siekiant išspręsti šį uždavinį, 2018 m. pradėta įgyvendinti kvantinių technologijų pavyzdinė iniciatyva. Tai plataus masto ilgalaikė mokslinių tyrimų iniciatyva, kuriai skirtas 1 mlrd. EUR biudžetas, kurį finansuoja ES ir kuri suburia mokslinių tyrimų institucijas, pramonę ir viešuosius finansuotojus, įtvirtindama ir plėtodama Europos pirmavimą mokslo srityje ir kompetenciją šioje srityje.

Kvantinė kompiuterija

Būdama Europos našiosios kompiuterijos bendrosios įmonės (BĮ „EuroHPC“) dalimi, Komisija dabar planuoja kurti pažangiausius bandomuosius kvantinius kompiuterius. Šie kompiuteriai veiks kaip greitintuvai, sujungti su Bendrosios įmonės superkompiuteriais, sudarantys hibridines mašinas, kurios sujungia geriausias kvantines ir klasikines kompiuterijos technologijas.

2022 m. spalio mėn. BĮ „EuroHPC“ paskelbė apie šešių vietų visoje ES atranką, kuriose bus įrengti pirmieji Europos kvantiniai kompiuteriai, kurie bus integruoti į „EuroHPC“ superkompiuterius. Šie naujai įsigyti kvantiniai kompiuteriai bus grindžiami tik pažangiausiomis Europos technologijomis ir bus įrengti Čekijos, Vokietijos, Ispanijos, Prancūzijos, Italijos ir Lenkijos vietose. Bendra investicijų suma – 100 mln. EUR, 50 proc. – iš ES ir 50 proc. iš 17 BĮ „EuroHPC“ dalyvaujančių šalių.

Tai bus pirmasis žingsnis siekiant įdiegti Europos kvantinės kompiuterijos infrastruktūrą, kuri nekomerciniu pagrindu bus prieinama Europos mokslo ir pramonės naudotojams naudojantis debesijos paslaugomis. Ši infrastruktūra bus skirta paspartinti naujų žinių kūrimą ir pasaulinių visuomenės uždavinių sprendimo būdus. Dėl savo masinių skaičiavimo pajėgumų, jis spręs sudėtingas modeliavimo ir optimizavimo problemas, ypač medžiagų kūrimo, vaistų atradimo, orų prognozavimo, transporto ir kitų pramonei ir visuomenei svarbių realaus pasaulio problemų. 

Europos kvantinės komunikacijos infrastruktūros (EuroQCI) iniciatyva

Nuo 2019 m. birželio mėn. visos 27 ES valstybės narės pasirašė EuroQCI deklaraciją, sutikdamos bendradarbiauti su Komisija ir padedant Europos kosmoso agentūrai siekiant sukurti kvantinę ryšių infrastruktūrą, apimančią visą ES (EuroQCI). 

Sužinokite daugiau apie EuroQCI

Kvantinis jutimas

Kai kuriose srityse kvantiniai jutikliai jau gali pasiūlyti žymiai geresnį našumą ir tikslumą, palyginti su jų klasikiniais ekvivalentais. Komisija investuoja į visos Europos kvantinių jutiklių infrastruktūrą, kuri sujungs šiuos jutiklius ir išnaudos jų potencialą, įskaitant kvantinių gravimetrų, tiek stacionarių, tiek montuojamų ant judančių nešiklių, pvz., bepiločių orlaivių ar laivų, tinklą, kuris stebės požeminius ir povandeninius išteklius ir ugnikalnių veiklą, vykdys Žemės stebėjimo užduotis ir kt. Šis tinklas bus prijungtas prie planuojamos Europos kosmoso gravimetrijos infrastruktūros, kuri leis atlikti dar tikslesnius matavimus naudojant kosmoso technologijas.