Kvantu

 tuvākajos gados kvantu tehnoloģijas ļaus darīt lietas, ko šodien vienkārši nevar izdarīt. Izmantojot kvantus, mēs varēsim skatīties tālu zem zemes vai zem jūras un veikt sarežģītus skaitļošanas uzdevumus, piemēram, modelēt biomolekulāras un ķīmiskas reakcijas, kuras jaudīgākie superdatori pašlaik nespēj pārvaldīt. Quantum palīdzēs mums droši nosūtīt sensitīvu informāciju uz jebkuru vietu un ātrāk un precīzāk diagnosticēt slimības, skatoties šūnās.

Pirmajā kvantu revolūcijā divdesmitā gadsimta sākumā zinātnieki iemācījās izprast un pielietot kvantu mehānikas īpašības – molekulu, atomu un pat mazāku daļiņu, piemēram, fotonu un elektronu, mijiedarbību. Tas galu galā ļāva viņiem izveidot tranzistorus, lāzerus un mikroprocesorus: pamata tehnoloģijas datoriem, telekomunikācijām, satelītnavigācijai, viedtālruņiem, modernai medicīniskai diagnostikai un daudz kam citam.

Tagad notiek otrā kvantu revolūcija. Pētnieki var noteikt un manipulēt ar atsevišķām daļiņām un to fizikālajām īpašībām un mijiedarbību, kā arī veidot jaunas tehnoloģijas un sistēmas, kas izmanto pamatā esošās kvantu mehānikas īpašības. Šīs attīstības rezultātā ir panākts būtisks tehnisks progress daudzās dažādās jomās, tostarp kvantu datošanā, sensoros, simulācijās, kriptogrāfijā un telekomunikācijās. 

Galvenajās kvantu lietojumu jomās sāk parādīties vesela jaunu tehnoloģiju paaudze ar tālejošas ekonomiskās un sociālās ietekmes potenciālu: kvantu datošana un simulācija, kvantu komunikācija, kvantu uztveršana un metroloģija. Daži no tiem jau tiek izstrādāti, bet daudzi citi tiks izstrādāti turpmākajos gados. Kvantu potenciāls ir milzīgs, un visi lielākie pasaules reģioni veic lielus ieguldījumus šajā ļoti stratēģiskajā jomā. 

Tāpēc Komisija ir pieņēmusi Kvantu stratēģiju, kuras mērķis ir nodrošināt ES vadošo lomu tehnoloģiju jomā.   

Stratēģijā, kas pieņemta 2025. gada jūlijā, ir izmantotas Eiropas esošās stiprās puses: pasaules līmeņa pētniecība, zinātniskā izcilība, dinamiska jaunuzņēmumu bāze un spēcīga publisko investīciju struktūra, un tā ir vērsta uz piecām rīcības jomām:

• joma. Pētniecība un inovācija. Konsolidēt izcilību visā Eiropā kvantu zinātnē un tās rūpnieciskajā pārveidē.
• joma. Kvantu infrastruktūras: Attīstīt mērogojamus, koordinētus infrastruktūras centrus, lai atbalstītu ražošanu, projektēšanu un lietojumu izstrādi.
• joma. ES kvantu ekosistēmas stiprināšana: Nodrošināt piegādes ķēdes un kvantu tehnoloģiju industrializāciju, veicot investīcijas jaunuzņēmumos un augošos uzņēmumos.
• joma. Kosmosa un divējāda lietojuma kvantu tehnoloģijas (drošība un aizsardzība): Drošu, suverēnu kvantu spēju integrēšana Eiropas kosmosa, drošības un aizsardzības stratēģijās.
• joma. Kvantu prasmes: Veidot daudzveidīgu pasaules līmeņa darbaspēku, izmantojot koordinētu izglītību, apmācību un talantu mobilitāti visā ES.

Tagad ir atvērts uzaicinājums iesniegt atsauksmes, lai veidotu gaidāmo ES Kvantu aktu, ko paredzēts pieņemt 2026. gadā. Šim aktam ir trīs galvenie mērķi:

1. Veicināt pētniecību un inovāciju
2. Palielināt rūpniecisko jaudu, tostarp izmēģinājuma līnijas un projektēšanas iekārtu
3. Stiprināt piegādes ķēdes noturību un pārvaldību.

Tas balstīsies uz Kvantu Eiropas stratēģiju un papildinās Mikroshēmu aktu, kopuzņēmumu EuroHPC un IRIS2.

Eiropai ir senas izcilības tradīcijas kvantu pētniecībā. Tagad ir ļoti svarīgi izveidot stabilu rūpniecisko pamatu, kas balstās uz šo tradīciju. Bez koordinētiem pētniecības un finansēšanas centieniem Eiropas līmenī Eiropa riskētu atpalikt no saviem globālajiem konkurentiem.

Lai risinātu šo izaicinājumu, 2018. gadā tika uzsākta Kvantu tehnoloģiju pamatiniciatīva. Tā ir plaša mēroga ilgtermiņa pētniecības iniciatīva ar 1 miljarda eiro budžetu, ko finansē ES un kas apvieno pētniecības iestādes, rūpniecību un publiskos finansētājus, konsolidējot un paplašinot Eiropas vadošo lomu zinātnē un izcilību šajā jomā.

Eiropas Augstas veiktspējas datošanas kopuzņēmuma (kopuzņēmums EuroHPC) ietvaros Komisija tagad plāno būvēt mūsdienīgus kvantu izmēģinājuma datorus. Šie datori darbosies kā paātrinātāji, kas savstarpēji savienoti ar kopuzņēmuma superdatoriem, veidojot “hibrīdmašīnas”, kurās apvienotas labākās kvantu un klasiskās datošanas tehnoloģijas.

Kopuzņēmums EuroHPC 2022. gada oktobrī paziņoja par sešu objektu atlasi visā ES, kuros mitinās pirmos Eiropas kvantu datorus, kas tiks integrēti EuroHPC superdatoros. Šie jauniegūtie kvantu datori būs balstīti tikai uz mūsdienīgām Eiropas tehnoloģijām un atradīsies objektos Čehijā, Vācijā, Spānijā, Francijā, Itālijā un Polijā. Ieguldījumu kopsumma ir 100 miljoni EUR, no kuriem 50 % nāk no ES un 50 % – no 17 kopuzņēmuma EuroHPC iesaistītajām valstīm.

Tas būs pirmais solis ceļā uz Eiropas kvantu datošanas infrastruktūras izvēršanu, kas būs pieejama Eiropas lietotājiem no zinātnes un rūpniecības, izmantojot mākoņdatošanu nekomerciālos nolūkos. Šī infrastruktūra tiks veltīta tam, lai paātrinātu jaunu zināšanu un risinājumu radīšanu globālām sabiedrības problēmām. Pateicoties milzīgajai skaitļošanas jaudai, tā risinās sarežģītas simulācijas un optimizācijas problēmas, jo īpaši materiālu izstrādē, zāļu atklāšanā, laika prognozēšanā, transportā un citās reālās pasaules problēmās, kas ir ļoti svarīgas rūpniecībai un sabiedrībai. 

Pirmais EuroHPC iegādātais kvantu dators tika atklāts Poznaņā (Polija) 2025. gada jūnijā. 2025. gada septembrī EuroHPC Ostravā, Čehijā, atklāja savu otro kvantu datoru “VLQ”. Šis atskaites punkts ir svarīgs solis uz priekšu modernas Eiropas kvantu datošanas infrastruktūras ieviešanā.

Kopš 2019. gada jūnija visas 27 ES dalībvalstis ir parakstījušas EuroQCI deklarāciju, vienojoties sadarboties ar Komisiju un ar Eiropas Kosmosa aģentūras atbalstu, lai izstrādātu kvantu sakaru infrastruktūru, kas aptver visu ES (EuroQCI). 

Uzziniet vairāk par EuroQCI

Vairākās jomās kvantu sensori jau spēj piedāvāt ievērojami uzlabotu veiktspēju un precizitāti salīdzinājumā ar to klasiskajiem ekvivalentiem. Komisija investē Eiropas mēroga kvantu sensoru infrastruktūrās, kas savienos šos sensorus un izmantos to potenciālu, tostarp kvantu gravimetru tīklā, kas gan fiksēti, gan uzstādīti uz kustīgiem nesējiem, piemēram, droniem vai kuģiem, un kas uzraudzīs pazemes un zemūdens resursus un vulkānisko aktivitāti, veiks Zemes novērošanas uzdevumus un daudz ko citu. Šis tīkls tiks savienots ar plānoto Eiropas kosmosa gravimetrijas infrastruktūru, kas ļaus veikt vēl precīzākus mērījumus, izmantojot kosmosā balstītas tehnoloģijas.