© iStock mirror
V tem poročilu so pregledani uspešni rezultati in konkretni dosežki vodilnih projektov kvantnih raziskav ter preučena ključna spoznanja, pridobljena ob začetku naslednje faze vodilne pobude.
Vodilna pobuda je v fazi širitve (2018–2022) podprla 24 projektov na področju kvantne komunikacije, kvantnega računalništva, kvantne simulacije ter kvantnega zaznavanja in meroslovja (štiri glavna področja kvantnih raziskav) ter na področju osnovne kvantne znanosti. EU je s financiranjem vodilne pobude in programa QuantERA, ki podpira kvantne raziskave v 31 evropskih državah, od leta 2016 financirala evropske kvantne raziskave z več kot 175 milijoni EUR.
Vsi ti dosežki (in še veliko več) so rezultat skupnih prizadevanj 1654 znanstvenikov in 236 organizacij, ki sodelujejo v vodilni pobudi, ki so objavile 1313 znanstvenih člankov (in nadaljnjih 223, ki se pregledujejo). To jasno kaže, da so se vodilni projekti skupaj uveljavili v znanstvenem svetu.
V fazi širitve so bili narejeni tudi pomembni koraki v smeri glavnega cilja vodilne pobude, tj. prenos kvantnih raziskav iz laboratorija v komercialno uporabo. Ustanovljenih je bilo 25 zagonskih podjetij, prijavljenih pa je bilo 105 patentov, od tega 64 že podeljenih.
Izbrani ključni dosežki na prednostnih področjih vodilne pobude, ki so obravnavana v poročilu, vključujejo:
- kvantno računalništvo: kvantni računalniški sistemi z globalno konkurenčnostjo: Cilj Forschungszentrum Jülich (Nemčija) je zagotoviti dostop do 100-qubitnega kvantnega računalnika, ki temelji na rezultatih enega projekta, v drugem projektu pa je bil izveden prvi tovrstni 50-kiubitni zaprt ionski sistem, ki ne potrebuje več energije kot vrenje lopute; zagonska podjetja vključujejo podjetji aQt (Avstrija) in Pasqal (Francija), ki že ponujata komercialne rešitve kvantnega računalništva.
- kvantna komunikacija: priključitev dveh kvantnih procesorjev prek vmesnega vozlišča in vzpostavitev skupnega zapleta med več samostojnimi kvantnimi procesorji, ki tvorijo kvantno omrežje; objava časovnega načrta za EuroQCI, uvedba preskuševališč za distribucijo kvantnih ključev, ki je prva storitev, ki jo zagotavlja EuroQCI; in naprave, pripravljene na certificiranje, kot so generatorji kvantnega naključnega števila.
- kvantna simulacija: v svetu je bila na prvem mestu dosežena praktična kvantna prednost pri nekaterih znanstvenih težavah, ki vključujejo preučevanje novih materialov in faz snovi; v centrihza superračunalništvo in podatkovne centre v Forschungszentrum Jülich in GENCI (Francija), kar je prvi korak pri vzpostavitvi vseevropske infrastrukture za visokozmogljivostno visokozmogljivostno računalništvo in kvantno simulacijo, sta bila nameščena dva kvantna simulatorja s 100-kiubitnim analognim simulatorjem.
- kvantno zaznavanje: razvoj nekaterih najnaprednejših kvantnih senzorjev na svetu, ki uporabljajo ultračiste diamante; prikaz hiperpolariziranega MRI, ki bi lahko privedel do 100,000-krat natančnejšega medicinskega skeniranja, kar bi omogočilo odkrivanje presnovnih procesov na molekularni ravni v realnem času; novembra 2022 je zagonsko podjetje Nvision prejelo nagrado Komisije za inovacijski radar za napredek na področju medicinskega slikanja.
- osnovna kvantna znanost: znaten napredek pri razvoju več alternativnih računalniških platform, vključno s kvantnim računalništvom, ki temelji na fotoniki.
Kar zadeva prihodnost, bo vodilna pobuda ključna za doseganje ciljev iz sporočila Komisije „Digitalni kompas do leta 2030: Evropska pot v digitalno desetletje: do leta 2025 bi morala EU imeti svoj prvi računalnik s kvantnim pospeševanjem, ki bi utrl pot temu, da bo do leta 2030 na vrhu kvantnih zmogljivosti. Prvi od teh ciljev je že na vidnem mestu: oktobra 2022 je bilo napovedanih šest lokacij, ki bodo gostile prve evropske kvantne računalnike, vključene v superračunalnike Skupnega podjetja za evropsko visokozmogljivostno računalništvo.
Prihodnji ukrepi
Komisija bo v okviru programa Obzorje Evropa v obdobju 2021–2027 še naprej podpirala vodilno pobudo s financiranjem v višini vsaj 500 milijonov evrov. Posodobitev strateškega načrta za raziskave in industrijo (SRIA) je že bila objavljena, z okrepljenimi cilji za vsakega od štirih ključnih stebrov pobude in časovnim načrtom za njihovo uresničitev. V teku je že več novih projektov, katerih cilj je doseči te cilje – na primer zorenje kvantnega računalništva in simulacijskih platform, razvitih v prvih treh letih delovanja vodilne pobude, saj si prizadevajo za doseganje praktičnih kvantnih prednosti za dejanske težave. Projekti postavljajo tudi temelje za vseevropsko kvantno komunikacijsko omrežje, ki bo ključno za razvoj mreže EuroQCI, varne kvantne komunikacijske infrastrukture, ki bo zajemala celotno EU.
Posodobljeno SRIA se osredotoča tudi na prihodnji industrijski razvoj in krepitev povezav z drugimi pobudami EU, ki zajemajo kvantne tehnologije: in sicer EuroQCI, Skupno podjetje za evropsko visokozmogljivostno računalništvo (v nadaljnjem besedilu:Skupno podjetje EuroHPC), ki že kupuje svoje prve kvantne računalnike, in evropski akt o čipih. To bo zagotovilo, da bodo inovativne aplikacije, razvite na podlagi raziskav vodilne pobude, temelj evropskega kvantnega ekosistema in bodo Evropi pomagale ohraniti vodilni položaj na tem svetovnem konkurenčnem področju.
Ozadje – Kvantne tehnologije
Vodilna pobuda o kvantnih tehnologijah, ki jo financira EU, je 10-letna pobuda v vrednosti 1 milijarde evrov, pobuda za sodelovanje, dolgoročne raziskave in inovacije, ki se je začela izvajati leta 2018. Njena naloga je utrditi vodilni položaj Evrope na področju znanosti in raziskovalne odličnosti na področju kvantnih tehnologij, pretvoriti rezultate te odličnosti v proizvode in aplikacije, ki bodo imeli velik gospodarski in družbeni učinek, ter Evropi dati vodilno vlogo v industrijskem okolju z usklajevanjem prednostnih nalog javnega financiranja na ravni EU ter nacionalni in regionalni ravni. Vodilna pobuda spodbuja celotno kvantno raziskovalno skupnost v Evropi k izvajanju strateškega raziskovalnega programa.