Quantum en supercomputing

We produceren steeds grotere hoeveelheden data in ons leven. 

We genereren elke dag ongeveer 2,5 triljoen bytes aan gegevens, d.w.z. ongeveer 100 miljoen Blu-ray-dvd’s ter waarde van gegevens.

Deze gegevens kunnen persoonlijke gegevens zijn van sociale media, online zoekopdrachten of streaming, gegevens van sensoren in velden om te helpen met landbouw, gegevens verzameld van weersvoorspellingen of gegevens van andere digitale objecten. 

De hoeveelheid gegevens die in de wereld bestaat, zal naar verwachting 175 zettabytes bereiken in 2025. Dit is moeilijk voor te stellen – slechts één zettabyte kan een triljoen exemplaren van Oorlog en Vrede bevatten. En als één persoon al deze gegevens zou willen downloaden, zou het ongeveer 1,8 miljard jaar duren.

Hoe verwerken we deze enorme hoeveelheden data? 

Onze laptops blijven ver achter bij de rekenkracht die hiervoor nodig is. 

Daarom investeert Europa in krachtige computers of supercomputers. LUMI, de krachtigste supercomputer in Europa, heeft de rekenkracht van ongeveer 1,5 miljoen laptops. 

Krachtige computers stellen ons in staat om:

Wat zijn de EuroHPC-computers?

LUMI

Finland

#3 wereldwijd

LEONARDO

Italië

#5 wereldwijd

Karolina

Tsjechië

Ontdekker

Bulgarije

JUPITER

De eerste exaschaalsupercomputer van Europa, JUPITER, is momenteel in aanbouw in Duitsland.

De gemeenschappelijke onderneming EuroHPC bereidt zich ook voor op de integratie van haar supercomputers met 6 kwantumcomputers in Tsjechië, Duitsland, Spanje, Frankrijk, Italië en Polen, de eerste stap naar de uitrol van een Europese infrastructuur voor kwantumcomputing.

Klassieke computers zoals onze laptops gebruiken “bits” om informatie-eenheden op te slaan die een 0 of een 1 kunnen zijn. Quantumcomputers gebruiken kwantumbits of qubits. Deze kunnen elke combinatie van 0 en 1 tegelijkertijd vertegenwoordigen. 

Denk aan de beroemde Schrödinger's kat, gebruikt om dit idee te demonstreren: Een kat wordt in een doos geplaatst met iets dat hem zou kunnen doden, en de doos wordt verzegeld. Totdat de doos wordt geopend, is de kat zowel dood als levend.

Dit betekent dat kwantumcomputers, in plaats van elke keer dat de informatie verandert nieuwe berekeningen moeten uitvoeren, veel paden tegelijkertijd kunnen verkennen. 

In quantum sensing is het mogelijk om sensoren te bouwen die veel nauwkeuriger zijn dan hun klassieke equivalenten.

Quantumcommunicatie maakt gebruik van de eigenschappen van qubits om zeer veilige overdracht van gevoelige gegevens mogelijk te maken.

De langetermijnvisie van de EU is de ontwikkeling van het kwantuminternet in heel Europa: kwantumcomputers, simulatoren en sensoren zouden onderling verbonden zijn via kwantumnetwerken die informatie en kwantumbronnen verspreiden.

Huidige kwantumtoepassingen

Ultranauwkeurige atoomklokken die worden gebruikt in navigatiesystemen, slimme energienetten en om financiële transacties te tijdstempelen.

Nucleaire magnetische resonantie beeldvorming (NMRI) en geavanceerde medische beeldvormingstechniek

Kwantumsimulatoren en sensoren die worden gebruikt voor een snellere ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen en bij de detectie van natuurlijke hulpbronnen

Kwantumsleutelverdeling (QKD): een van de veiligste vormen van optische communicatie, het verspreiden van encryptiesleutels met de mogelijkheid om afluisteren te detecteren

Vlaggenschip voor kwantumtechnologieën

Het vlaggenschipinitiatief Quantum Technologies is een onderzoeks- en innovatie-initiatief voor de lange termijn.

Europees initiatief voor kwantumcommunicatie-infrastructuur (EuroQCI)

De Europese Commissie werkt samen met de EU-lidstaten en het Europees Ruimteagentschap aan de ontwikkeling van de Europese infrastructuur voor kwantumcommunicatie (EuroQCI). 

De EuroQCI is een kwantumcommunicatie-infrastructuur die de hele EU bestrijkt en die de bescherming van overheidsinstellingen, hun datacentra, ziekenhuizen, energienetwerken en meer zal versterken. 

Het zal integraal deel uitmaken van IRIS2, het nieuwe beveiligde communicatiesysteem van de EU in de ruimte.

Digitale tweelingen zijn virtuele representaties van objecten uit de echte wereld. Ze kunnen ons helpen scenario's te modelleren en toekomstige gebeurtenissen te voorspellen. 

Digitale tweelingen vertrouwen op de kracht van supercomputers om hun zeer complexe simulaties uit te voeren.

Bestemming Aarde

Destination Earth (DestinE) maakt gebruik van digitale tweelingen om een replica van de aarde te maken. 

Het zal ons helpen bij het modelleren, simuleren en voorspellen van natuurlijke gebeurtenissen en de impact van menselijke activiteiten. 

De EU wordt bij de uitvoering van DestinE ondersteund door drie met de uitvoering belaste entiteiten.

Tijdlijn van Bestemming Aarde

10 juni 2024: Eerste release van kernserviceplatform, data lake en eerste twee digitale tweelingen over extreme gebeurtenissen en aanpassing aan klimaatverandering

Uiterlijk in 2027: Verdere verbetering van het DestinE-systeem, verlening van aanvullende diensten, baanbrekende AI-ontwikkelingen en synergieën met aanvullende digitale tweelingen

Tegen 2030: Een complete digitale tweeling van het aardsysteem

Europees initiatief voor virtuele menselijke tweelingen

Een virtuele menselijke tweeling is een digitale weergave van het menselijk lichaam. Dit kan op verschillende niveaus van de anatomie – cellen, weefsels, organen of orgaansystemen. 

Virtuele menselijke tweelingen gebruiken softwaremodellen en gegevens om het gedrag van hun fysieke tegenhangers na te bootsen en te voorspellen. Ze hebben veel potentieel om gerichte preventie te verbeteren, klinische trajecten te bieden en gezondheidswerkers te ondersteunen.

Het Europees initiatief voor virtuele menselijke tweelingen zal de samenwerking bevorderen en het onderzoek op dit gebied vergemakkelijken, met gebruikmaking van de kracht van supercomputing en de voordelen van de Europese ruimte voor gezondheidsgegevens.