Kvantdatorer och superdatorer

Vi producerar ständigt ökande mängder data i våra liv. 

Vi genererar omkring 2,5 quintillion byte data varje dag – det är omkring 100 miljoner Blu-ray-dvd-skivor till ett värde av data.

Dessa data kan vara personuppgifter från sociala medier, online-sökningar eller streaming, data från sensorer i fält för att hjälpa till med jordbruk, data som samlats in från väderprognoser eller data andra digitala föremål. 

Mängden data som finns i världen förväntas nå 175 zettabyte år 2025. Detta är svårt att föreställa sig – bara en zettabyte kan innehålla en biljon exemplar av Krig och fred. Och om en person ville ladda ner alla dessa data skulle det ta cirka 1,8 miljarder år.

Så, hur hanterar vi dessa enorma mängder data? 

Våra bärbara datorer ligger långt ifrån den beräkningskraft som behövs för detta. 

Därför investerar EU i högpresterande datorer eller superdatorer. LUMI, den kraftfullaste superdatorn i Europa, har datorkraften hos cirka 1,5 miljoner bärbara datorer. 

Högpresterande datorer gör det möjligt för oss att:

Vad är EuroHPC-datorer?

LUMI

Finland

#3 världen över

Leonardo

Italien

#5 världen över

Karolina

Tjeckien

Upptäckare

Bulgarien

JUPITER

Europas första superdator i exaskala, JUPITER, håller för närvarande på att byggas i Tyskland.

Det gemensamma företaget EuroHPC förbereder sig också för att integrera sina superdatorer med sex kvantdatorer i Tjeckien, Tyskland, Spanien, Frankrike, Italien och Polen, vilket är det första steget mot en utbyggnad av en europeisk kvantdatorinfrastruktur.

Klassiska datorer som våra bärbara datorer använder ”bitar” för att lagra informationsenheter som antingen kan vara 0 eller 1. Kvantdatorer använder kvantbitar – eller kvantbitar. Dessa kan representera en kombination av 0 och 1 samtidigt. 

Tänk på den berömda Schrödingers katt, som används för att demonstrera denna idé: En katt placeras i en låda med något som kan döda den, och lådan är förseglad. Tills lådan öppnas är katten både död och levande.

Detta innebär snarare än att behöva utföra nya beräkningar varje gång informationen ändras, kan kvantdatorer utforska många vägar samtidigt. 

Inom kvantavkänning är det möjligt att bygga sensorer som är betydligt mer exakta än sina klassiska motsvarigheter.

Kvantkommunikation använder egenskaperna hos kvantbitar för att möjliggöra mycket säker överföring av känsliga data.

EU:s långsiktiga vision är att utveckla kvantinternet i hela Europa: Kvantdatorer, simulatorer och sensorer skulle vara sammankopplade via kvantnät som distribuerar information och kvantresurser.

Nuvarande kvanttillämpningar

Ultraexakta atomklockor som används i navigationssystem, smarta energinät och för att tidsstämpla finansiella transaktioner.

Nukleär magnetisk resonanstomografi (NMRI) och avancerad medicinsk bildteknik

Kvantsimulatorer och sensorer som används för snabbare utveckling av nya läkemedel och för att upptäcka naturresurser

Kvantnyckelfördelning (QKD): en av de säkraste formerna av optisk kommunikation, distribuera krypteringsnycklar med möjlighet att upptäcka avlyssning

Flaggskeppet för kvantteknik

Quantum Technologies Flagship är ett långsiktigt forsknings- och innovationsinitiativ.

Initiativet för europeisk kvantkommunikationsinfrastruktur (EuroQCI)

Europeiska kommissionen samarbetar med EU:s medlemsstater och Europeiska rymdorganisationen för att utveckla den europeiska kvantkommunikationsinfrastrukturen (EuroQCI). 

EuroQCI är en kvantkommunikationsinfrastruktur som omfattar hela EU och som kommer att stärka skyddet av statliga institutioner, deras datacenter, sjukhus, energinät med mera. 

Det kommer att vara en integrerad del av IRIS2, EU:s nya rymdbaserade säkra kommunikationssystem.

Digitala tvillingar är virtuella representationer av verkliga objekt. De kan hjälpa oss att modellera scenarier och förutsäga framtida händelser. 

Digitala tvillingar förlitar sig på superdatorers kraft för att utföra sina mycket komplexa simuleringar.

Jordens destination

Destination Earth (DestinE) använder digitala tvillingar för att skapa en kopia av jorden. 

Det kommer att hjälpa oss att modellera, simulera och förutsäga naturliga händelser och effekterna av mänskliga aktiviteter. 

EU stöds i genomförandet av DestinE av tre enheter som anförtrotts uppgifter.

Tidslinje för Destination Earth

10 juni 2024: Första lanseringen av Core Service Platform, Data Lake och de två första digitala tvillingarna om extrema händelser och klimatanpassning

Senast 2027: Ytterligare förbättring av DestinE-systemet, tillhandahållande av ytterligare tjänster, banbrytande AI-utveckling och synergier med ytterligare digitala tvillingar

Senast 2030: En komplett digital tvilling av jordsystemet

Europeiskt initiativ för virtuella mänskliga tvillingar

En virtuell mänsklig tvilling är en digital representation av människokroppen. Detta kan göras på olika anatomiska nivåer – celler, vävnader, organ eller organsystem. 

Virtuella mänskliga tvillingar använder mjukvarumodeller och data för att efterlikna och förutsäga beteendet hos sina fysiska motsvarigheter. De har stor potential att förbättra riktade förebyggande åtgärder, tillhandahålla kliniska vägar och stödja hälso- och sjukvårdspersonal.

Det europeiska initiativet för virtuella mänskliga tvillingar kommer att främja samarbete och underlätta forskning på detta område, med hjälp av superdatorernas kraft och de fördelar som det europeiska hälsodataområdet erbjuder.