Relatório sobre a fase de arranque da tecnologia quântica

Opresente relatório analisa os resultados positivos e as realizações concretas dos projetos de investigação quântica da iniciativa emblemática e faz o balanço dos principais ensinamentos retirados, à medida que a próxima fase da iniciativa emblemática estiver em curso.

Durante a sua fase de arranque (2018-2022), a iniciativa emblemática apoiou 24 projetos no domínio da comunicação quântica, do cálculo quântico, da simulação quântica e da deteção e metrologia quânticas (os quatro principais domínios da investigação quântica) e da ciência quântica básica. Ao financiar a iniciativa emblemática e o QuantERA, que apoia a investigação quântica em 31 países europeus, a UE financiou a investigação quântica europeia com mais de 175 milhões de euros desde 2016.

Todas estas realizações (e muitos mais)são o resultado dos esforços de colaboração dos 1,654 cientistas e 236 organizações participantes na iniciativa emblemática, que publicaram 1,313 documentos científicos (com mais 223 em análise). Isto demonstra claramente que os projetos emblemáticos fizeram coletivamente a sua marca no mundo científico.

Na fase de arranque, foram também dados passos significativos no sentido do principal objetivo da iniciativa emblemática de levar a investigação quântica do laboratório para aplicações comerciais. Foram criadas 25 empresas em fase de arranque e registadas 105 patentes, das quais 64 já foram concedidas.

As principais realizações selecionadas nas áreas de incidência da iniciativa emblemática abrangidas pelo relatório incluem:

• computação quântica: sistemas informáticos quânticos de desempenho globalmente competitivo: Forschungszentrum Jülich (Alemanha) visa facultar o acesso a um computador quântico de 100 bits com base nos resultados de um projeto, e outro projeto realizou um sistema de iões pioneiros de 50 qubit que não exige mais energia do que a ebulição de um calço; as empresas em fase de arranque incluem aQt ( Áustria) e Pasqal (França), que já oferecem soluções comerciais de computação quântica.

• comunicação quântica: ligação de dois processadores quânticos através de um nó intermédio e estabelecimento de uma ligação partilhada entre múltiplos processadores quânticos autónomos, formando uma rede quântica; publicação de um roteiro para a EuroQCI, implantação de bancos de ensaio para a distribuição de chaves quânticas (QKD), o primeiro serviço a prestar pela EuroQCI; e dispositivos prontos para certificação, tais como geradores de números aleatórios quânticos.
• simulação quântica: num mundo em primeiro lugar, foi alcançada uma vantagem quântica prática em certos problemas científicos que envolvem o estudo de novos materiais e fases de matéria; estãoa ser instalados dois simuladores quânticos analógicos de 100 bits nos centros de supercomputação e de dados em Forschungszentrum Jülich e GENCI (França), o primeiro passo na implantação de uma infraestrutura pan-europeia híbrida de computação de alto desempenho e de simulação quântica.
• deteção quântica: desenvolvimento de alguns dos sensores quânticos mais avançados do mundo que utilizam diamantes ultrapuros; demonstração de IRM hiperpolarizada, que pode conduzir a exames médicos até 100,000 vezes mais precisos, permitindo a deteção de processos metabólicos a nível molecular em tempo real; em novembro de 2022, a «start-up Nvision» ganhou o Prémio Radar da Inovação da Comissão pelos seus progressos em matéria de imagiologia médica
• ciências quânticas básicas: realizar progressos significativos no sentido do desenvolvimento de várias plataformas de computação alternativas, incluindo a computação quântica baseada na fotónica.

Olhando para o futuro, a iniciativa emblemática será fundamental para alcançar os objetivos estabelecidos na Comunicação da Comissão intitulada «Orientações para a Digitalização até 2030: a via europeia para a Década Digital»: até 2025, a UE deverá ter o seu primeiro computador com aceleração quântica, abrindo caminho para estar na vanguarda das capacidades quânticas até 2030. O primeiro destes objetivos já está à vista: em outubro de 2022, foram anunciados os seis sítios que irão acolher os primeiros computadores quânticos da Europa, a integrar nos supercomputadores da Empresa Comum Europeia para a Computação de Alto Desempenho.

 Próximos passos

No âmbito do Horizonte Europa, a Comissão continuará a apoiar a iniciativa emblemática no período 2021-2027 com um financiamento de, pelo menos, 500 milhões de EUR. Já foi publicada uma atualização da sua Agenda Estratégica de Investigação e Indústria (SRIA), com metas reforçadas para cada um dos quatro pilares fundamentais da iniciativa e um roteiro para a sua concretização. Estão já em curso vários novos projetos, com o objetivo de alcançar estes objetivos — por exemplo, a maturidade das plataformas de computação quântica e de simulação desenvolvidas nos primeiros três anos de atividade da iniciativa emblemática, uma vez que trabalham no sentido de alcançar uma vantagem quântica prática para problemas do mundo real. Os projetos estão também a lançar as bases de uma rede pan-europeia de comunicações quânticas que será crucial para o desenvolvimento da EuroQCI, uma infraestrutura de comunicação quântica segura que abrangerá toda a UE.

A avaliação de impacto estratégica atualizada incide igualmente no desenvolvimento industrial futuro e no reforço das ligações com outras iniciativas da UE que abrangem as tecnologias quânticas: nomeadamente, a EuroQCI, a Empresa Comum Europeia para a Computação de Alto Desempenho (EC EuroHPC) — que já está a adquirir os seus primeiros computadores quânticos — e o Regulamento Circuitos Integrados. Tal assegurará que as aplicações inovadoras desenvolvidas com base na investigação emblemática constituirão a base de um ecossistema quântico europeu e ajudarão a Europa a manter a sua posição de liderança neste domínio competitivo a nível mundial. 

Antecedentes — Tecnologias quânticas

A iniciativa emblemática no domínio das tecnologias quânticas financiada pela UE é de 10 anos, no valor de mil milhões de euros, iniciativa de investigação e inovação em colaboração a longo prazo, lançada em 2018. A sua missão consiste em consolidar a liderança científica europeia e a excelência da investigação no domínio das tecnologias quânticas, transformar os frutos desta excelência em produtos e aplicações com um grande impacto económico e societal e posicionar a Europa como líder na paisagem industrial, alinhando as prioridades de financiamento público a nível da UE, nacional e regional. A iniciativa emblemática está a mobilizar toda a comunidade de investigação quântica na Europa para executar a sua agenda de investigação estratégica.