kvantni

V naslednjih nekaj letih bodo kvantne tehnologije omogočile stvari, ki jih danes preprosto ni mogoče storiti. S kvantno tehnologijo bomo lahko gledali daleč pod zemljo ali pod morjem in opravljali kompleksne računalniške naloge, kot so modeliranje biomolekularnih in kemičnih reakcij, ki jih najmočnejši superračunalniki trenutno ne morejo upravljati. Quantum nam bo pomagal varno pošiljati občutljive informacije kamor koli in hitreje in natančneje diagnosticirati bolezni z iskanjem v celicah. Z drugimi besedami, kvantna tehnologija bo rešila težave, ki bi tudi današnjim najhitrejšim računalnikom vzele več sto dni, če ne celo let.

V prvi kvantni revoluciji v začetku dvajsetega stoletja so se znanstveniki naučili razumeti in uporabljati lastnosti kvantne mehanike – interakcije molekul, atomov in celo manjših delcev, kot so fotoni in elektroni. To jim je na koncu omogočilo ustvarjanje tranzistorjev, laserjev in mikroprocesorjev: temeljne tehnologije za računalnike, telekomunikacije, satelitsko navigacijo, pametne telefone, sodobno medicinsko diagnostiko in še veliko več.

Začela se je druga kvantna revolucija. Raziskovalci lahko odkrivajo in manipulirajo posamezne delce ter njihove fizikalne lastnosti in interakcije ter gradijo nove tehnologije in sisteme, ki uporabljajo lastnosti osnovne kvantne mehanike. Ta razvoj je privedel do velikega tehničnega napredka na številnih različnih področjih, vključno s kvantnim računalništvom, senzorji, simulacijami, kriptografijo in telekomunikacijami. 

Na glavnih področjih kvantne uporabe se začenja pojavljati cela generacija novih tehnologij s potencialom za daljnosežne gospodarske in družbene učinke: kvantno računalništvo in simulacije, kvantne komunikacije ter kvantno zaznavanje in meroslovje. Nekatere so že v razvoju, številne druge pa bodo razvite v prihodnjih letih. Potencial kvantne tehnologije je ogromen in vse večje svetovne regije veliko vlagajo v to zelo strateško področje. Cilj strategije EU za digitalno desetletje je torej, da bi Evropa do leta 2025 imela svoj prvi superračunalnik s kvantnim pospeševanjem, s čimer bi utrla pot do vodilnega položaja na področju kvantnih zmogljivosti do leta 2030. Evropski akt o čipih vključuje tudi ukrepe za spodbujanje poceni in obsežne proizvodnje kvantnih čipov v EU, da bi lahko napajali celo vrsto inovativnih kvantnih naprav.

Špansko predsedstvo Sveta EU je 5. decembra 2023 dalo izjavo, ki jo države članice EU podpisujejo, da priznavajo strateški pomen kvantnih tehnologij za znanstveno in industrijsko konkurenčnost EU ter se zavezujejo sodelovanju pri razvoju ekosistema kvantne tehnologije svetovnega razreda po vsej Evropi, s končnim ciljem, da bi Evropa postala „kvantna dolina“ sveta, vodilna regija na svetu za kvantno odličnost in inovacije.

Vodilna pobuda za kvantne tehnologije

Evropa ima dolgo tradicijo odličnosti na področju kvantnih raziskav. Zdaj je ključnega pomena, da se razvije trdna industrijska baza, ki temelji na tej tradiciji. Brez usklajenih prizadevanj na področju raziskav in financiranja na evropski ravni bi Evropa lahko zaostajala za svojimi svetovnimi konkurenti.

Da bi se spoprijeli s tem izzivom, se je leta 2018 začela izvajati vodilna pobuda o kvantnih tehnologijah. Gre za obsežno in dolgoročno raziskovalno pobudo s proračunom 1 milijarde evrov, ki jo financira EU in ki združuje raziskovalne ustanove, industrijo in javne financerje ter utrjuje in širi vodilni položaj in odličnost evropske znanosti na tem področju.

Kvantno računalništvo

Komisija zdaj v okviru Skupnega podjetja za evropsko visokozmogljivostno računalništvo (Skupno podjetje EuroHPC) načrtuje izgradnjo najsodobnejših pilotnih kvantnih računalnikov. Ti računalniki bodo delovali kot pospeševalniki, povezani s superračunalniki Skupnega podjetja, in tvorili „hibridne“ stroje, ki združujejo najboljše kvantne in klasične računalniške tehnologije.

Skupno podjetje EuroHPC je oktobra 2022 napovedalo izbor šestih lokacij po vsej EU za gostovanje prvih evropskih kvantnih računalnikov, ki bodo vključeni v superračunalnike Skupnega podjetja EuroHPC. Ti na novo pridobljeni kvantni računalniki bodo temeljili na povsem najsodobnejši evropski tehnologiji in se bodo nahajali na lokacijah na Češkem, v Nemčiji, Španiji, Franciji, Italiji in na Poljskem. Naložba znaša 100 milijonov evrov, od tega 50 % prihaja iz EU, 50 % pa iz 17 držav, ki sodelujejo v Skupnem podjetju EuroHPC.

To bo prvi korak k vzpostavitvi evropske infrastrukture kvantnega računalništva, ki bo dostopna evropskim uporabnikom iz znanosti in industrije prek oblaka na nekomercialni podlagi. Ta infrastruktura bo namenjena pospeševanju ustvarjanja novega znanja in rešitev za globalne družbene izzive. Zahvaljujoč svoji ogromni računalniški zmogljivosti bo obravnaval kompleksne probleme simulacije in optimizacije, zlasti pri razvoju materialov, odkrivanju zdravil, vremenskih napovedih, prevozu in drugih resničnih problemih, ki so zelo pomembni za industrijo in družbo. 

Pobuda za evropsko infrastrukturo za kvantno komunikacijo (EuroQCI)

Od junija 2019 je vseh 27 držav članic EU podpisalo izjavo o EuroQCI in se strinjalo, da si bodo skupaj s Komisijo in ob podpori Evropske vesoljske agencije prizadevale za razvoj infrastrukture za kvantno komunikacijo, ki bo zajemala celotno EU (EuroQCI). 

Odkrijte več o EuroQCI

Kvantno zaznavanje

Na več področjih so kvantni senzorji že sposobni ponuditi močno izboljšano zmogljivost in natančnost v primerjavi s svojimi klasičnimi ekvivalenti. Komisija vlaga v vseevropske infrastrukture za kvantno zaznavanje, ki bodo povezale te senzorje in izkoristile njihov potencial, vključno z mrežo kvantnih gravimetrov, pritrjenih in nameščenih na premikajočih se nosilcih, kot so droni ali ladje, ki bodo spremljali podzemne in podvodne vire ter vulkansko dejavnost, izvajali naloge opazovanja Zemlje in še več. To omrežje bo povezano z načrtovano evropsko infrastrukturo za vesoljsko gravimetrijo, kar bo omogočilo še natančnejše meritve s podporo vesoljskih tehnologij.