Kwantum

In de komende jaren zullen kwantumtechnologieën het mogelijk maken om dingen te doen die vandaag gewoon niet kunnen worden gedaan. Met kwantum kunnen we ver onder de grond of onder de zee kijken en complexe computationele taken uitvoeren, zoals het modelleren van biomoleculaire en chemische reacties, die de krachtigste supercomputers momenteel niet kunnen beheren. Quantum zal ons helpen gevoelige informatie veilig naar overal te sturen en ziekten sneller en nauwkeuriger te diagnosticeren door in cellen te kijken. Met andere woorden, kwantum zal problemen oplossen die zelfs de snelste computers van vandaag honderden dagen, zo niet jaren, zouden duren.

In de eerste kwantumrevolutie in het begin van de twintigste eeuw leerden wetenschappers de eigenschappen van de kwantummechanica te begrijpen en toe te passen — de interacties van moleculen, atomen en zelfs kleinere deeltjes zoals fotonen en elektronen. Hierdoor konden ze uiteindelijk transistoren, lasers en microprocessors maken: fundamentele technologieën voor computers, telecommunicatie, satellietnavigatie, smartphones, moderne medische diagnostiek en nog veel meer.

De tweede kwantumrevolutie is aan de gang. Onderzoekers kunnen individuele deeltjes en hun fysieke eigenschappen en interacties detecteren en manipuleren en nieuwe technologieën en systemen bouwen die gebruik maken van de eigenschappen van de onderliggende kwantummechanica. Deze ontwikkelingen hebben geleid tot grote technische vooruitgang op veel verschillende gebieden, waaronder kwantumcomputing, sensoren, simulaties, cryptografie en telecommunicatie. 

Een hele generatie nieuwe technologieën met een potentieel voor verstrekkende economische en maatschappelijke impact begint zich te ontwikkelen in de belangrijkste kwantumtoepassingsdomeinen: kwantumcomputing en simulatie, kwantumcommunicatie en kwantumdetectie en metrologie. Sommige zijn al in ontwikkeling, terwijl vele andere in de komende jaren zullen worden ontwikkeld. Het potentieel van kwantum is enorm en alle grote wereldregio’s investeren zwaar in dit zeer strategische gebied. De EU- strategie voor het digitale decennium heeft dan ook tot doel dat Europa zijn eerste supercomputer met kwantumversnelling tegen 2025 heeft, waarmee de weg wordt geëffend om tegen 2030 op het snijvlak van kwantumcapaciteiten te staan. De Europese chipwet bevat ook maatregelen ter bevordering van de goedkope, grootschalige productie van kwantumchips in de EU, zodat zij een hele reeks innovatieve kwantumapparaten van stroom kunnen voorzien.

Op 5 december 2023 heeft het Spaanse voorzitterschap van de Raad van de EU een verklaring gelanceerd dat de EU-lidstaten ondertekenen om aan te geven dat zij het strategische belang van kwantumtechnologieën voor het wetenschappelijke en industriële concurrentievermogen van de EU erkennen en zich ertoe verbinden samen te werken aan de ontwikkeling van een kwantumtechnologie-ecosysteem van wereldklasse in heel Europa, met als uiteindelijke doel van Europa de „kwantumvallei” van de wereld te maken, wereldwijd de leidende regio voor kwantumuitmuntende en innovatie.

Het vlaggenschip Quantum Technologies

Europa heeft een lange traditie van excellentie in kwantumonderzoek. Het is nu van cruciaal belang om een solide industriële basis te ontwikkelen die voortbouwt op deze traditie. Zonder gecoördineerde onderzoeks- en financieringsinspanningen op Europees niveau zou Europa het risico lopen achter te blijven bij zijn mondiale concurrenten.

Om deze uitdaging aan te gaan, werd in 2018 het Quantum Technologies Flagship gelanceerd. Het is een grootschalig onderzoeksinitiatief voor de lange termijn met een budget van 1 miljard euro dat door de EU wordt gefinancierd en dat onderzoeksinstellingen, het bedrijfsleven en publieke financiers samenbrengt en het Europese wetenschappelijke leiderschap en excellentie op dit gebied consolideren en uitbreiden.

Kwantumcomputing

Als onderdeel van de gemeenschappelijke onderneming European High Performance Computing (gemeenschappelijke onderneming EuroHPC) is de Commissie nu van plan state-of-the-art proef kwantumcomputers te bouwen. Deze computers zullen fungeren als versnellers die verbonden zijn met de supercomputers van de gemeenschappelijke onderneming en vormen „hybride” machines die het beste van kwantum- en klassieke computertechnologieën combineren.

In oktober 2022 kondigde de GO EuroHPC de selectie aan van zes locaties in de EU om de eerste Europese kwantumcomputers te hosten, die zullen worden geïntegreerd in EuroHPC-supercomputers. Deze nieuw verworven kwantumcomputers zullen gebaseerd zijn op puur state-of-the-art Europese technologie en zullen zich bevinden op locaties in Tsjechië, Duitsland, Spanje, Frankrijk, Italië en Polen. De investering bedraagt 100 miljoen EUR, waarvan 50 % afkomstig is uit de EU en 50 % uit 17 van de deelnemende landen van de GO EuroHPC.

Dit zal de eerste stap zijn naar de uitrol van een Europese kwantumcomputinginfrastructuur, die op niet-commerciële basis toegankelijk zal zijn voor Europese gebruikers uit de wetenschap en de industrie via de cloud. Deze infrastructuur zal worden gewijd aan het versnellen van het creëren van nieuwe kennis en oplossingen voor mondiale maatschappelijke uitdagingen. Dankzij zijn enorme rekencapaciteit zal het complexe simulatie- en optimalisatieproblemen aanpakken, met name in de ontwikkeling van materialen, het ontdekken van geneesmiddelen, weersvoorspellingen, transport en andere echte problemen die van groot belang zijn voor de industrie en de samenleving. 

Het initiatief van de Europese quantumcommunicatie-infrastructuur (EuroQCI)

Sinds juni 2019 hebben alle 27 EU-lidstaten de EuroQCI- verklaring ondertekend, waarin zij ermee instemmen om, met de Commissie en met de steun van het Europees Ruimteagentschap, samen te werken aan de ontwikkeling van een kwantumcommunicatie-infrastructuur voor de hele EU (EuroQCI). 

Ontdek meer over EuroQCI

Kwantumdetectie

Op verschillende gebieden zijn kwantumsensoren al in staat om sterk verbeterde prestaties en nauwkeurigheid te bieden in vergelijking met hun klassieke equivalenten. De Commissie investeert in pan-Europese kwantumdetectie-infrastructuren die deze sensoren met elkaar verbinden en hun potentieel benutten, met inbegrip van een netwerk van kwantum gravimeters, zowel vast als gemonteerd op bewegende dragers zoals drones of schepen, dat ondergrondse en onderwatervoorraden en vulkanische activiteiten zal monitoren, aardobservatietaken zal uitvoeren en nog veel meer. Dit netwerk zal worden aangesloten op een geplande Europese ruimte gravimetrie-infrastructuur, zodat nog preciezere metingen kunnen worden uitgevoerd met behulp van op de ruimte gebaseerde technologieën.