A computação quântica e a supercomputação são essenciais para poder processar as quantidades cada vez maiores de dados nas nossas vidas e utilizar estes dados em todo o seu potencial.
A UE investe em supercomputadores e tecnologias quânticas de desempenho extremamente elevado. São investimentos no seu futuro. Com este elevado poder computacional, podemos enfrentar desafios extremamente complexos e exigentes, como as alterações climáticas, os cuidados de saúde ou a cibersegurança, através de uma previsão mais precisa de fenómenos meteorológicos extremos, do desenvolvimento da medicina personalizada e da encriptação quântica – continue a ler para saber como.
Por que precisamos de supercomputadores?
Estamos a produzir quantidades cada vez maiores de dados nas nossas vidas.
Geramos cerca de 2,5 quintilhões de bytes de dados por dia, ou seja, cerca de 100 milhões de DVD em Blu-ray.
Estes dados podem ser dados pessoais das redes sociais, pesquisas em linha ou streaming, dados de sensores em campos para ajudar na agricultura, dados recolhidos a partir de previsões meteorológicas ou dados de outros objetos digitais.
Espera-se que o volume de dados existente no mundo atinja 175 zettabytes até 2025. Isto é difícil de imaginar – apenas um zettabyte pode conter um bilião de cópias de Guerra e Paz. E, se uma pessoa quisesse descarregar todos estes dados, levaria cerca de 1,8 mil milhões de anos.
Então, como é que processamos estas enormes quantidades de dados?
Os nossos portáteis estão muito aquém do poder computacional necessário para isso.
É por esta razão que a Europa está a investir em computadores de alto desempenho, ou supercomputadores. O LUMI, o supercomputador mais poderoso da Europa, tem o poder de computação de cerca de 1,5 milhões de computadores portáteis.
Computadores de alto desempenho permitem-nos:
Simular moléculas de fármacos
Planeamento rural e urbano
Conceber novos materiais & veículos
Criar gémeos digitais
Treinar grandes modelos de IA
Analisar as doenças raras
Empresa Comum EuroHPC
A Empresa Comum para a Computação Europeia de Alto Desempenho foi criada em 2018.
Reúne os recursos dos países europeus para que possamos competir a nível mundial no mundo da supercomputação. Sozinho, nenhum país europeu conseguiria fazê-lo. Juntos, temos um ecossistema de supercomputação de craveira mundial.
- 32 países participantes
- Orçamentode 7 mil milhões de EUR para 2021-2027
- 3 parceiros privados
Quais são os objetivos da Empresa Comum EuroHPC?
- Melhorar a qualidade de vida dos cidadãos europeus
- Avançar a ciência e impulsionar a competitividade industrial
- Garantir a autonomia tecnológica
- Desenvolver uma infraestrutura pan-europeia de supercomputação
- Permitir que as empresas de IA em fase de arranque da UE formem modelos de grande escala
O que são os computadores EuroHPC?
LUMI
Finlândia
#3 a nível mundial
LEONARDO
Itália
#5 a nível mundial
MareNostrum5
Espanha
#8 a nível mundial
MeluXina
Luxemburgo
Karolina
Chéquia
descobridor
Bulgária
Vega
Eslovénia
Deucalião
Portugal
JUPITER
O primeiro supercomputador à exaescala da Europa, o JUPITER, está atualmente em construção na Alemanha.
A Empresa Comum EuroHPC está também a preparar a integração dos seus supercomputadores em seis computadores quânticos na Chéquia, Alemanha, Espanha, França, Itália e Polónia, o primeiro passo para a implantação de uma infraestrutura europeia de computação quântica.
O próximo passo para a informática: Tecnologias quânticas
O que são tecnologias quânticas?
As tecnologias quânticas são dispositivos e sistemas que utilizam as propriedades da mecânica quântica – as interações de moléculas, átomos e partículas ainda mais pequenas, como fotões e eletrões.
A computação quântica utiliza princípios quânticos para resolver problemas extremamente complexos muito rapidamente – mais rapidamente ainda do que um supercomputador.
Os computadores clássicos, como os nossos computadores portáteis, utilizam «bits» para armazenar unidades de informação que podem ser 0 ou 1. Os computadores quânticos utilizam bits quânticos – ou qubits. Estes podem representar qualquer combinação de 0 e 1 simultaneamente.
Pensem no famoso gato de Schrödinger, usado para demonstrar esta ideia: Um gato é colocado numa caixa com algo que pode matá-lo, e a caixa é selada. Até que a caixa seja aberta, o gato está vivo e morto.
Isso significa que, em vez de ter que realizar novos cálculos cada vez que a informação muda, os computadores quânticos podem explorar muitos caminhos ao mesmo tempo.
Na detecção quântica, é possível construir sensores que são muito mais precisos do que os seus equivalentes clássicos.
A comunicação quântica usa as propriedades dos qubits para permitir a transmissão muito segura de dados confidenciais.
A visão a longo prazo da UE é o desenvolvimento da Internet quântica em toda a Europa: os computadores, simuladores e sensores quânticos estariam interligados através de redes quânticas que distribuíssem informações e recursos quânticos.
Aplicações quânticas atuais
Relógios atómicos ultraprecisos utilizados em sistemas de navegação, redes de energia inteligentes e para marcar a hora das transações financeiras.
Ressonância magnética nuclear (IRMN) e técnica avançada de imagiologia médica
Simuladores quânticos e sensores utilizados para o desenvolvimento mais rápido de novos medicamentos e na deteção de recursos naturais
Distribuição de chaves quânticas (QKD): uma das formas mais seguras de comunicação ótica, distribuindo chaves de encriptação com a capacidade de detetar escutas
Iniciativa emblemática no domínio das tecnologias quânticas
A iniciativa emblemática «Tecnologias quânticas» é uma iniciativa de investigação e inovação a longo prazo.
Consolidar e expandir a liderança científica europeia e a excelência na investigação quântica
Lançar uma indústria europeia competitiva no domínio das tecnologias quânticas para fazer da Europa um líder
Tornar a Europa uma região dinâmica e atrativa para a investigação inovadora, as empresas e os investimentos em tecnologias quânticas
Iniciativa Infraestrutura Europeia de Comunicação Quântica (EuroQCI)
A Comissão Europeia está a trabalhar com os Estados-Membros da UE e a Agência Espacial Europeia para desenvolver a Infraestrutura Europeia de Comunicação Quântica (EuroQCI).
A EuroQCI é uma infraestrutura de comunicação quântica que abrange toda a UE, que reforçará a proteção das instituições governamentais, dos seus centros de dados, hospitais, redes de energia, etc.
Será parte integrante da IRIS2, o novo sistema de comunicação segura da UE baseado no espaço.
Aplicações práticas da supercomputação: Gémeos digitais
Gémeos digitais são representações virtuais de objetos do mundo real. Podem ajudar-nos a modelar cenários e a prever eventos futuros.
Os gémeos digitais contam com o poder dos supercomputadores para realizar as suas simulações altamente complexas.
Destino Terra
Destination Earth (DestinE) usa gémeos digitais para criar uma réplica da Terra.
Ajudar-nos-á a modelar, simular e prever eventos naturais e o impacto das atividades humanas.
A UE está a ser apoiada na execução do programa DestinE por três entidades mandatadas.
Centro Europeu de Previsão Meteorológica a Médio Prazo
Agência Espacial Europeia
Organização Europeia para a Exploração de Satélites Meteorológicos
Cronologia do destino Terra
10 de junho de 2024: Primeira versão da plataforma de serviços de base, do lago de dados e dos dois primeiros gémeos digitais sobre fenómenos extremos e adaptação às alterações climáticas
Até 2027: Reforço do sistema DestinE, prestação de serviços adicionais, desenvolvimentos revolucionários no domínio da IA e sinergias com outros gémeos digitais
Até 2030: Um gémeo digital completo do sistema terrestre
Iniciativa Europeia para os Gémeos Humanos Virtuais
Um gémeo humano virtual é uma representação digital do corpo humano. Tal pode ser feito a vários níveis da anatomia – células, tecidos, órgãos ou sistemas de órgãos.
Gémeos humanos virtuais usam modelos de software e dados para imitar e prever o comportamento de suas contrapartes físicas. Têm muito potencial para melhorar a prevenção direcionada, proporcionar vias clínicas e apoiar os profissionais de saúde.
Ensaios clínicos de medicamentos e dispositivos
Formação médica
Intervenção cirúrgica
A Iniciativa Europeia para os Gémeos Humanos Virtuais promoverá a colaboração e facilitará a investigação neste domínio, utilizando o poder da supercomputação e os benefícios proporcionados pelo Espaço Europeu de Dados de Saúde.
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