Kvantinė

Per ateinančius kelerius metus kvantinės technologijos leis padaryti tai, ko šiandien tiesiog neįmanoma padaryti. Su kvantu mes galėsime pažvelgti toli po žeme ar po jūra ir atlikti sudėtingas skaičiavimo užduotis, tokias kaip biomolekulinių ir cheminių reakcijų modeliavimas, kurių šiuo metu negali valdyti galingiausi superkompiuteriai. Kvantas padės mums saugiai siųsti jautrią informaciją į bet kurią vietą ir greičiau bei tiksliau diagnozuoti ligas, pažvelgus į ląstelių vidų. Kitaip tariant, kvantinės technologijos padės išspręsti problemas, kurios net ir šiuolaikiniams greičiausiems kompiuteriams užtruktų šimtus dienų ar net metų.

Per pirmąją kvantinę revoliuciją XX a. pradžioje mokslininkai išmoko suprasti ir taikyti 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 medicininei diagnostikai ir daug daugiau.

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

Visos kartos naujos technologijos, turinčios didelio ekonominio ir socialinio poveikio potencialą, pradeda atsirasti pagrindinėse kvantinio taikymo srityse: kvantinė kompiuterija ir modeliavimas, kvantinė komunikacija, kvantinis jutiklių naudojimas ir metrologija. Kai kurios iš jų jau kuriamos, o daugelis kitų bus plėtojamos ateinančiais metais. Kvantinis potencialas yra didžiulis, ir visi pagrindiniai pasaulio regionai daug investuoja į šią labai strateginę sritį. Todėl ES skaitmeninio dešimtmečio strategija siekiama, kad Europa iki 2025 m. turėtų pirmąjį superkompiuterį su kvantine sparta, taip sudarant sąlygas iki 2030 m. pirmauti kvantinių pajėgumų srityje. Europos lustų akte taip pat numatytos priemonės, kuriomis siekiama skatinti nebrangią didelės apimties kvantinių lustų gamybą ES, kad jie galėtų tiekti energiją įvairiems novatoriškiems kvantiniams prietaisams.

2023 m. gruodžio 5 d. ES Tarybai pirmininkaujanti Ispanija paskelbė deklaraciją, kurią pasirašo ES valstybės narės, nurodydamos, kad jos pripažįsta strateginę kvantinių technologijų svarbą ES konkurencingumui mokslo ir pramonės srityje ir įsipareigoja bendradarbiauti kuriant pasaulinio lygio kvantinių technologijų ekosistemą visoje Europoje, siekiant galutinio tikslo – paversti Europą pasaulio kvantiniu slėniu, pirmaujančiu pasaulyje kvantinės kompetencijos ir inovacijų srityje.

Kvantinių technologijų pavyzdinė iniciatyva

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

Siekiant spręsti šį uždavinį, 2018 m. pradėta įgyvendinti Kvantinių technologijų pavyzdinė iniciatyva. Tai plataus masto ilgalaikė mokslinių tyrimų iniciatyva, kurios biudžetą sudaro 1 mlrd. EUR ir kurią finansuoja ES ir kuri suburia mokslinių tyrimų institucijas, pramonę ir viešuosius finansuotojus, taip įtvirtinant ir plečiant Europos mokslinę lyderystę 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 spartintuvai, sujungti su Bendrosios įmonės superkompiuteriais, sudarantys hibridines mašinas, kuriose derinamos geriausios kvantinės ir klasikinės kompiuterijos technologijos.

2022 m. spalio mėn. BĮ „EuroHPC“ paskelbė atrinkusi šešias vietas visoje ES, 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 Čekijoje, Vokietijoje, Ispanijoje, Prancūzijoje, Italijoje ir Lenkijoje. Bendra investicijų suma – 100 mln. EUR, iš kurių 50 proc. skiria ES, o 50 proc. – 17 BĮ „EuroHPC“ dalyvaujančių šalių.

Tai bus pirmas žingsnis diegiant Europos kvantinės kompiuterijos infrastruktūrą, kuri bus prieinama Europos naudotojams iš mokslo ir pramonės per debesiją nekomerciniu pagrindu. Ši infrastruktūra bus skirta tam, kad būtų sparčiau kuriamos naujos žinios ir pasaulinių visuomenės uždavinių sprendimai. Dėl savo didžiulių skaičiavimo pajėgumų ji spręs sudėtingas modeliavimo ir optimizavimo problemas, ypač medžiagų kūrimo, vaistų atradimo, orų prognozavimo, transportavimo ir kitas realaus pasaulio problemas, kurios yra labai svarbios pramonei ir visuomenei. 

Europos kvantinės komunikacijos infrastruktūros (EuroQCI) iniciatyva

Nuo 2019 m. birželio mėn. visos 27 ES valstybės narės pasirašė EuroQCI deklaraciją ir susitarė bendradarbiauti su Komisija ir padedant Europos kosmoso agentūrai, kad būtų sukurta visą ES apimanti kvantinės komunikacijos infrastruktūra (EuroQCI). 

Sužinokite daugiau apie EuroQCI

Kvantiniai jutikliai

Keliose 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, fiksuotų ir sumontuotų ant judančių nešiklių, pvz., bepiločių orlaivių ar laivų, tinklą, kuris stebės požeminius ir povandeninius išteklius bei ugnikalnių aktyvumą, atliks Žemės stebėjimo užduotis ir kt. Šis tinklas bus sujungtas su planuojama Europos kosmoso gravimetrijos infrastruktūra, kad naudojant kosmoso technologijas būtų galima atlikti dar tikslesnius matavimus.