Kvantu

 Nākamajos gados kvantu tehnoloģijas ļaus darīt to, ko šodien vienkārši nevar izdarīt. Ar kvantu mēs spēsim izskatīties tālu zem zemes vai zem jūras un veikt sarežģītus skaitļošanas uzdevumus, piemēram, biomolekulāro un ķīmisko reakciju modelēšanu, ko pašlaik nevar pārvaldīt jaudīgākie superdatori. Quantum palīdzēs mums droši nosūtīt sensitīvu informāciju uz jebkuru vietu un ātrāk un precīzāk diagnosticēt slimības, aplūkojot šūnas.

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: pamattehnoloģijas datoriem, telekomunikācijām, satelītnavigācijai, viedtālruņiem, mūsdienīgai medicīniskajai diagnostikai un daudz ko citu.

Tagad notiek otrā kvantu revolūcija. Pētnieki var atklāt 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 norises ir novedušas pie būtiskiem tehniskiem sasniegumiem daudzās dažādās jomās, tostarp kvantu datošanā, sensoros, simulācijās, kriptogrāfijā un telekomunikācijās. 

Galvenajās kvantu lietojumu jomās sāk parādīties vesela jaunu tehnoloģiju paaudze ar tālejošu ekonomisko un sociālo ietekmi: kvantu datošana un simulācija, kvantu komunikācija un 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 kvantitātes stratēģiju, kuras mērķis ir nodrošināt ES vadošo lomu tehnoloģiju jomā.   

Stratēģija, kas pieņemta 2025. gada jūlijā, izmanto Eiropas pašreizējās stiprās puses: pasaules līmeņa pētniecība, zinātniskā izcilība, dinamiska jaunuzņēmumu bāze un spēcīga publisko investīciju struktūra, un galvenā uzmanība tajā pievērsta piecām rīcības jomām:

• joma. Pētniecība un inovācija: Konsolidēt izcilību visā Eiropā kvantu zinātnē un tās industriālajā pārveidē.
• joma. Kvantu infrastruktūras: Attīstīt mērogojamus, koordinētus infrastruktūras centrus, lai atbalstītu ražošanu, projektēšanu un lietojumprogrammu izstrādi.
• joma. ES kvantu ekosistēmas stiprināšana: Nodrošināt piegādes ķēdes un kvantu tehnoloģiju industrializāciju, veicot investīcijas jaunuzņēmumos un augošos uzņēmumos.
• joma. Kosmoss un divējāda lietojuma kvantu tehnoloģijas (drošība un aizsardzība): Drošu un 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 topošo 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.

Tā 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 balstītos uz šo tradīciju. Bez koordinētiem pētniecības un finansēšanas centieniem Eiropas līmenī Eiropa riskētu atpalikt no saviem globālajiem konkurentiem.

Lai risinātu šo problēmu, 2018. gadā tika uzsākta Kvantu tehnoloģiju pamatiniciatīva. Tā ir plaša mēroga ilgtermiņa pētniecības iniciatīva, kuras budžets ir 1 miljards eiro un kuru finansē ES, un tā apvieno pētniecības iestādes, nozari un publiskos finansētājus, konsolidējot un paplašinot Eiropas zinātnisko līderību un izcilību šajā jomā.

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

2022. gada oktobrī kopuzņēmums EuroHPC paziņoja par sešu objektu atlasi visā ES, lai mitinātu pirmos Eiropas kvantu datorus, kas tiks integrēti EuroHPC superdatoros. Šie jauniegūtie kvantu datori balstīsies tikai uz mūsdienīgām Eiropas tehnoloģijām un atradīsies vietās Čehijā, Vācijā, Spānijā, Francijā, Itālijā un Polijā. Ieguldījumi kopā ir 100 miljoni eiro, no kuriem 50 % nāk no ES un 50 % — no 17 valstīm, kas piedalās kopuzņēmumā EuroHPC.

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

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

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 ir gan fiksēts, gan uzstādīts uz kustīgiem nesējiem, piemēram, droniem vai kuģiem, un kas uzraudzīs pazemes un zemūdens resursus un vulkānisko aktivitāti, veiks Zemes novērošanas uzdevumus u. c. Šis tīkls tiks savienots ar plānoto Eiropas kosmosa gravimetrijas infrastruktūru, kas ļaus veikt vēl precīzākus mērījumus ar kosmosā balstītu tehnoloģiju atbalstu.