Kvantno

V naslednjih nekaj letih bodo kvantne tehnologije omogočile stvari, ki jih danes preprosto ni mogoče storiti. S kvantno bomo lahko pogledali daleč pod zemljo ali pod morjem in opravljali zapletene računalniške naloge, kot so modeliranje biomolekularnih in kemičnih reakcij, ki jih najmočnejši superračunalniki trenutno ne morejo obvladati. Quantum nam bo pomagal varno pošiljati občutljive informacije kamor koli in hitreje in natančneje diagnosticirati bolezni z gledanjem znotraj celic. Z drugimi besedami, kvantna rešitev bo rešila težave, ki bi trajale celo današnje najhitrejše računalnike na stotine dni, če ne celo leta.

V prvi kvantni revoluciji v začetku 20. 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 omogočilo, da so ustvarili tranzistorje, laserje in mikroprocesorje: temeljne tehnologije za računalnike, telekomunikacije, satelitsko navigacijo, pametne telefone, sodobno medicinsko diagnostiko in še veliko več.

Druga kvantna revolucija je v teku. Raziskovalci lahko zaznajo 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 področjih, vključno s kvantnim računalništvom, senzorji, simulacijami, kriptografijo in telekomunikacijami. 

Na glavnih področjih kvantne uporabe se začenja pojavljati celotna generacija novih tehnologij s potencialom daljnosežnega gospodarskega in družbenega učinka: kvantno računalništvo in simulacija, kvantna komunikacija ter kvantno zaznavanje in meroslovje. Nekateri so že v razvoju, mnogi drugi pa bodo razviti v prihodnjih letih. Kvantni potencial je ogromen in vse večje svetovne regije veliko vlagajo v to zelo strateško področje. Cilj strategije EU za digitalno desetletje je zato, da bi imela Evropa svoj prvi superračunalnik s kvantno pospeševanjem do leta 2025, kar bo utrlo pot, da bi bila do leta 2030 na vrhuncu kvantnih zmogljivosti. Evropski akt o čipih vključuje tudi ukrepe za spodbujanje nizkocenovne in obsežne proizvodnje kvantnih čipov v EU, da bi lahko poganjali celo vrsto inovativnih kvantnih naprav.

Špansko predsedstvo Sveta EU je 5. decembra 2023 objavilo izjavo, da države članice EU podpišejo izjavo, da priznavajo strateški pomen kvantnih tehnologij za znanstveno in industrijsko konkurenčnost EU, ter se zavezujejo, da bodo sodelovale pri razvoju svetovnega ekosistema kvantne tehnologije po vsej Evropi, 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 razviti trdno industrijsko bazo, ki bo temeljila na tej tradiciji. Brez usklajenih prizadevanj na področju raziskav in financiranja na evropski ravni bi Evropa tvegala zaostajanje za svojimi svetovnimi tekmeci.

Da bi se spoprijeli s tem izzivom, je bila leta 2018 uvedena vodilna pobuda za kvantne tehnologije. Gre za obsežno, dolgoročno raziskovalno pobudo s proračunom v višini 1 milijarde EUR, ki ga financira EU in združuje raziskovalne ustanove, industrijo in javne financerje ter utrjuje in širi evropski znanstveni vodilni položaj in odličnost na tem področju.

Kvantno računalništvo

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

Oktobra 2022 je Skupno podjetje EuroHPC napovedalo izbiro šestih lokacij po vsej EU, ki bodo gostile prve evropske kvantne računalnike, ki bodo vključeni v superračunalnike EuroHPC. Ti 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 EUR, od tega 50 % iz EU in 50 % iz 17 sodelujočih držav Skupnega podjetja EuroHPC.

To bo prvi korak k uvedbi evropske infrastrukture za kvantno računalništvo, ki bo dostopna evropskim uporabnikom iz znanosti in industrije prek oblaka na nekomercialni osnovi. Ta infrastruktura bo namenjena pospeševanju ustvarjanja novega znanja in rešitev za svetovne družbene izzive. Zaradi svoje velike računalniške 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. 

Evropska kvantna komunikacijska infrastruktura (EuroQCI)

Od junija 2019 je vseh 27 držav članic EU podpisalo izjavo EuroQCI, v kateri so se strinjale, da bodo skupaj s Komisijo in ob podpori Evropske vesoljske agencije sodelovale pri razvoju kvantne komunikacijske infrastrukture, ki bo zajemala celotno EU (EuroQCI). 

Odkrijte več o EuroQCI

Kvantno zaznavanje

Na več področjih so kvantni senzorji že sposobni ponuditi bistveno izboljšano zmogljivost in natančnost v primerjavi s 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 brezpilotni zrakoplovi ali ladje, ki bodo spremljali podzemne in podvodne vire ter vulkanske dejavnosti, 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.