© iStock mirror
In dit verslag worden de succesvolle resultaten en concrete resultaten van de kwantumonderzoeksprojecten van het vlaggenschipinitiatief geëvalueerd en wordt de balans opgemaakt van de belangrijkste geleerde lessen, naarmate de volgende fase van het vlaggenschipinitiatief in gang wordt gezet.
Tijdens de opstartfase (2018-2022) heeft het vlaggenschipinitiatief 24 projecten ondersteund op het gebied van kwantumcommunicatie, kwantumberekening, kwantumsimulatie en kwantumdetectie en metrologie (de vier belangrijkste gebieden van kwantumonderzoek) en op het gebied van kwantumbasiswetenschap. Voor de financiering van zowel het vlaggenschipinitiatief als QuantERA, dat kwantumonderzoek in 31 Europese landen ondersteunt, heeft de EU sinds 2016 meer dan 175 miljoen euro aan Europees kwantumonderzoek gefinancierd.
Al deze resultaten (en nog veel meer)zijn het resultaat van de gezamenlijke inspanningen van de 1,654 wetenschappers en 236 organisaties die deelnemen aan het vlaggenschipinitiatief, die 1,313 wetenschappelijke documenten hebben gepubliceerd (met nog eens 223 in beoordeling). Hieruit blijkt duidelijk dat de vlaggenschipprojecten gezamenlijk hun stempel hebben gedrukt in de wetenschappelijke wereld.
In de opstartfase werden ook belangrijke stappen gezet in de richting van het hoofddoel van het vlaggenschipinitiatief om kwantumonderzoek van het laboratorium naar commerciële toepassingen te brengen. Er zijn 25 startende bedrijven opgericht en er zijn 105 octrooien aangevraagd, waarvan 64 reeds zijn verleend.
Enkele belangrijke verwezenlijkingen op de aandachtsgebieden van het vlaggenschipinitiatief die in het verslag aan bod komen, zijn:
- kwantumcomputing: kwantumcomputersystemen met wereldwijd concurrerende prestaties: Forschungszentrum Jülich (Duitsland) heeft tot doel toegang te verlenen tot een kwantumcomputergebouw van 100 qubit op basis van de resultaten van het ene project, en een ander project heeft een pioniensysteem van 50 qubit tot stand gebracht dat niet meer energie nodig heeft dan het koken van een ketel; start-ups zijn onder meer aQt ( Oostenrijk) en Pasqal (Frankrijk), die beide al commerciële kwantumcomputingoplossingen aanbieden.
- kwantumcommunicatie: verbinding van twee kwantumprocessoren via een tussenliggend knooppunt en het tot stand brengen van gedeelde verstrengeling tussen meerdere op zichzelf staande kwantumprocessoren, die een kwantumnetwerk vormen; publicatie van een routekaart voor EuroQCI, invoering van proefbanken voor kwantumsleuteldistributie (QKD), de eerste dienst van EuroQCI; en inrichtingen die klaar zijn voor certificering, zoals kwantumwillekeurig aantal generatoren.
- kwantumsimulatie: in een wereld op de eerste plaats is er een praktisch kwantumvoordeel bereikt bij bepaalde wetenschappelijke problemen in verband met de bestudering van nieuwe materialen en fasen van de materie; inde supercomputing- en datacentra van Forschungszentrum Jülich en GENCI (Frankrijk) worden twee analoge kwantumsimulatoren van 100 qubit geïnstalleerd, de eerste stap in de uitrol van een pan-Europese infrastructuur voor high-performance computing en kwantumsimulatie.
- kwantumdetectie: ontwikkeling van enkele van ’s werelds meest geavanceerde kwantumsensoren die gebruikmaken van ultrapure diamanten; demonstratie van hyperpolarisatie MRI, wat kan leiden tot 100,000 keer nauwkeuriger medische scans, waardoor metabole processen op moleculair niveau in real time kunnen worden gedetecteerd; in november 2022 won de start-up Nvision de Innovation Radar Prize van de Commissie voor de vooruitgang op het gebied van medische beeldvorming
- kwantumbasiswetenschap: aanzienlijke vooruitgang boeken in de richting van de ontwikkeling van verschillende alternatieve computerplatforms, waaronder fotonische kwantumcomputing.
Met het oog op de toekomst zal het vlaggenschipinitiatief van cruciaal belang zijn voor de verwezenlijking van de doelstellingen die zijn uiteengezet in de mededeling van de Commissie "Digitaal kompas 2030: de Europese aanpak voor het digitale decennium”: tegen 2025 moet de EU beschikken over haar eerste computer met kwantumacceleratie, waarmee de weg wordt geëffend om tegen 2030 de speerpunt van kwantumcapaciteit te zijn. De eerste van deze doelstellingen is al in zicht: in oktober 2022 werden de zes locaties aangekondigd waar de eerste kwantumcomputers van Europa zullen worden ondergebracht, die in de supercomputers van de Gemeenschappelijke Onderneming Europese high-performance computing zullen worden geïntegreerd.
Volgende stappen
In het kader van Horizon Europa zal de Commissie het vlaggenschipinitiatief in de periode 2021-2027 blijven ondersteunen met financiering van ten minste 500 miljoen EUR. Er is al een actualisering van de strategische agenda voor onderzoek en industrie (SRIA) gepubliceerd, met aangescherpte doelstellingen voor elk van de vier hoofdpijlers van het initiatief en een routekaart om deze te verwezenlijken. Er zijn al een aantal nieuwe projecten aan de gang, met als doel deze doelstellingen te verwezenlijken — bijvoorbeeld de ontwikkeling van de kwantumcomputing- en simulatieplatforms die in de eerste drie jaar van de activiteiten van het vlaggenschipinitiatief zijn ontwikkeld, aangezien zij erop gericht zijn praktische kwantumvoordelen te behalen voor problemen in de praktijk. De projecten leggen ook de basis voor een pan-Europees kwantumcommunicatienetwerk dat van cruciaal belang zal zijn voor de ontwikkeling van EuroQCI, een beveiligde kwantumcommunicatie-infrastructuur die de hele EU zal bestrijken.
In de geactualiseerde SRIA wordt ook de nadruk gelegd op toekomstige industriële ontwikkeling en op het versterken van de banden met andere EU-initiatieven op het gebied van kwantumtechnologieën: met name EuroQCI, de Gemeenschappelijke Onderneming Europese high-performance computing (EuroHPC JU) — die reeds haar eerste kwantumcomputers verwerft — en de Europese chipverordening. Dit zal ervoor zorgen dat de innovatieve toepassingen die op basis van het onderzoek van het vlaggenschipinitiatief zijn ontwikkeld, de basis vormen van een Europees kwantumecosysteem en Europa helpen zijn leidende positie op dit mondiaal concurrerende gebied te behouden.
Achtergrond — kwantumtechnologieën
Het door de EU gefinancierde vlaggenschipinitiatief voor kwantumtechnologieën is 10 jaar, 1 miljard euro, op samenwerking gericht onderzoek en innovatie voor de lange termijn, dat in 2018 van start is gegaan. Het heeft tot taak Europees wetenschappelijk leiderschap en onderzoek op het gebied van kwantumtechnologieën te consolideren, de vruchten van deze excellentie om te zetten in producten en toepassingen die een grote economische en maatschappelijke impact zullen hebben, en Europa te positioneren als leider in het industriële landschap door de prioriteiten op het gebied van overheidsfinanciering op EU-, nationaal en regionaal niveau op elkaar af te stemmen. Het vlaggenschipinitiatief mobiliseert de hele kwantumonderzoeksgemeenschap in Europa om haar strategische onderzoeksagenda uit te voeren.