Quantum

In de komende jaren zullen kwantumtechnologieën het mogelijk maken om dingen te doen die vandaag gewoon niet kunnen worden gedaan. Met quantum kunnen we ver onder de grond of onder de zee kijken en complexe rekentaken uitvoeren, zoals het modelleren van biomoleculaire en chemische reacties, die de krachtigste supercomputers momenteel niet aankunnen. Quantum zal ons helpen om gevoelige informatie veilig overal naartoe 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, in beslag zouden nemen.

Tijdens 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 transistors, lasers en microprocessors maken: fundamentele technologieën voor computers, telecommunicatie, satellietnavigatie, smartphones, moderne medische diagnostiek en nog veel meer.

De tweede quantumrevolutie is aan de gang. Onderzoekers kunnen individuele deeltjes en hun fysische 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 potentieel voor verreikende economische en maatschappelijke gevolgen begint op te duiken 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 is er daarom op gericht dat Europa tegen 2025 zijn eerste supercomputer met kwantumversnelling heeft, waarmee de weg wordt vrijgemaakt om tegen 2030 op het snijvlak van kwantumcapaciteiten te staan. De Europese chipverordening bevat ook maatregelen om de goedkope productie van kwantumchips in grote hoeveelheden in de EU te bevorderen, zodat zij een hele reeks innovatieve kwantumapparaten van stroom kunnen voorzien.

Op 5 december 2023 lanceerde het Spaanse voorzitterschap van de Raad van de EU een verklaring die 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 uiteindelijk doel van Europa de “kwantumvallei” van de wereld te maken, wereldwijd de leidende regio voor kwantumexcellentie en -innovatie.

Het vlaggenschip van Quantum Technologies

Europa heeft een lange traditie van uitmuntendheid op het gebied van 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 achterop te raken bij zijn mondiale concurrenten.

Om deze uitdaging aan te gaan, werd in 2018 het vlaggenschip Quantum Technologies gelanceerd. Het is een grootschalig, langetermijnonderzoeksinitiatief met een door de EU gefinancierd budget van 1 miljard euro dat onderzoeksinstellingen, het bedrijfsleven en publieke financiers samenbrengt om het Europese wetenschappelijke leiderschap en excellentie op dit gebied te consolideren en uit te breiden.

Kwantumcomputing

Als onderdeel van de Gemeenschappelijke Onderneming Europese high-performance computing (EuroHPC JU) is de Commissie nu van plan geavanceerde proefkwantumcomputers te bouwen. Deze computers zullen fungeren als versnellers die onderling verbonden zijn met de supercomputers van de gemeenschappelijke onderneming en "hybride" machines vormen die het beste van kwantum- en klassieke computertechnologieën combineren.

In oktober 2022 kondigde de gemeenschappelijke onderneming EuroHPC de selectie aan van zes locaties in de hele EU waar de eerste Europese kwantumcomputers zullen worden ondergebracht, die in EuroHPC-supercomputers zullen worden geïntegreerd. Deze nieuw verworven kwantumcomputers zullen gebaseerd zijn op zuiver geavanceerde Europese technologie en zullen zich bevinden op locaties in Tsjechië, Duitsland, Spanje, Frankrijk, Italië en Polen. De investering bedraagt in totaal 100 miljoen EUR, waarvan 50 % afkomstig is van de EU en 50 % van 17 van de deelnemende landen van de gemeenschappelijke onderneming EuroHPC.

Dit zal de eerste stap zijn naar de uitrol van een Europese infrastructuur voor kwantumcomputing, die op niet-commerciële basis toegankelijk zal zijn voor Europese gebruikers uit de wetenschap en de industrie via de cloud. Deze infrastructuur zal gericht zijn op het versnellen van het creëren van nieuwe kennis en oplossingen voor wereldwijde maatschappelijke uitdagingen. Dankzij zijn enorme rekencapaciteit zal het complexe simulatie- en optimalisatieproblemen aanpakken, met name op het gebied van materiaalontwikkeling, geneesmiddelenontdekking, weersvoorspellingen, transport en andere problemen in de echte wereld die van groot belang zijn voor de industrie en de samenleving. 

Europees initiatief voor kwantumcommunicatie-infrastructuur (EuroQCI)

Sinds juni 2019 hebben alle 27 EU-lidstaten de EuroQCI-verklaring ondertekend en ermee ingestemd om samen met de Commissie en met de steun van het Europees Ruimteagentschap 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 zullen verbinden en hun potentieel zullen benutten, waaronder een netwerk van kwantumgravimeters, zowel vast als gemonteerd op bewegende dragers zoals drones of schepen, die ondergrondse en onderwaterbronnen en vulkanische activiteit zullen monitoren, aardobservatietaken zullen uitvoeren, en meer. Dit netwerk zal worden aangesloten op een geplande Europese ruimte gravimetrie-infrastructuur, waardoor nog preciezere metingen kunnen worden uitgevoerd met behulp van ruimtegebaseerde technologieën.