Kvantum

A következő néhány évben a kvantumtechnológiák lehetővé teszik olyan dolgok elvégzését, amelyeket ma egyszerűen nem lehet megtenni. A kvantum segítségével képesek leszünk mélyen a föld vagy a tenger alá nézni, és olyan összetett számítási feladatokat végrehajtani, mint például a biomolekuláris és kémiai reakciók modellezése, amelyeket a legerősebb szuperszámítógépek jelenleg nem tudnak kezelni. A Quantum segítségével biztonságosan küldhetünk érzékeny információkat bárhová, és gyorsabban és pontosabban diagnosztizálhatjuk a betegségeket a sejtek belsejébe nézve.

A huszadik század elején lezajlott első kvantumforradalom során a tudósok megtanulták megérteni és alkalmazni a kvantummechanika tulajdonságait – a molekulák, atomok és még a kisebb részecskék, például a fotonok és elektronok kölcsönhatásait. Ez lehetővé tette számukra, hogy tranzisztorokat, lézereket és mikroprocesszorokat hozzanak létre: a számítógépek, a távközlés, a műholdas navigáció, az okostelefonok, a modern orvosi diagnosztika és még sok más alapvető technológiája.

Most zajlik a második kvantumforradalom. A kutatók képesek észlelni és manipulálni az egyes részecskéket, fizikai tulajdonságaikat és kölcsönhatásaikat, és olyan új technológiákat és rendszereket építeni, amelyek kihasználják az alapul szolgáló kvantummechanika tulajdonságait. Ezek a fejlesztések jelentős technikai fejlődéshez vezettek számos különböző területen, beleértve a kvantum-számítástechnikát, az érzékelőket, a szimulációkat, a kriptográfiát és a távközlést. 

Az új technológiák széles körű gazdasági és társadalmi hatást kifejtő egész generációja kezd megjelenni a főbb kvantumalkalmazási területeken: kvantuminformatika és -szimuláció, kvantumkommunikáció, valamint kvantumérzékelés és -metrológia. Néhány már fejlesztés alatt áll, míg sok más fejlesztésre az elkövetkező években kerül sor. A kvantumban rejlő lehetőségek hatalmasak, és a világ minden nagyobb régiója jelentős beruházásokat hajt végre ezen a rendkívül stratégiai területen. Az EU digitális évtizedre vonatkozó stratégiájának célja ezért az, hogy Európa 2025-re rendelkezzen az első kvantumgyorsítással rendelkező szuperszámítógépével, előkészítve az utat ahhoz, hogy 2030-ra a kvantumképességek élvonalába kerüljön. A csipekről szóló európai jogszabály olyan intézkedéseket is tartalmaz, amelyek előmozdítják a kvantumcsipek alacsony költségű, nagy volumenű gyártását az EU-ban, hogy innovatív kvantumeszközök egész sorát tudják ellátni energiával.

2023. december 5-én az EU Tanácsának spanyol elnöksége nyilatkozatot tett közzé, amelyet az uniós tagállamok aláírnak, jelezve, hogy elismerik a kvantumtechnológiák stratégiai fontosságát az EU tudományos és ipari versenyképessége szempontjából, és kötelezettséget vállalnak arra, hogy Európa-szerte együttműködnek egy világszínvonalú kvantumtechnológiai ökoszisztéma fejlesztésében azzal a végső céllal, hogy Európát a világ „kvantumvölgyévé”, a kvantumkiválóság és az innováció terén világszinten vezető régióvá tegyék.

A Quantum Technologies kiemelt kezdeményezés

Európa nagy múltra tekint vissza a kvantumkutatás kiválósága terén. Most döntő fontosságú, hogy szilárd ipari bázist alakítsunk ki, amely erre a hagyományra épül. Európai szintű összehangolt kutatási és finanszírozási erőfeszítések nélkül fennállna annak a veszélye, hogy Európa lemarad globális versenytársai mögött.

E kihívásnak való megfelelés érdekében 2018-ban elindult a Kvantumtechnológiák kiemelt kezdeményezés. Ez egy nagyszabású, hosszú távú, az EU által finanszírozott, 1 milliárd eurós költségvetésű kutatási kezdeményezés, amely összefogja a kutatóintézeteket, az ipart és az állami finanszírozókat, megszilárdítva és bővítve Európa tudományos vezető szerepét és kiválóságát ezen a területen.

Kvantumszámítás

Az Európai Nagy Teljesítményű Számítástechnika Közös Vállalkozás (EuroHPC Közös Vállalkozás) részeként a Bizottság jelenleg korszerű kísérleti kvantumszámítógépek építését tervezi. Ezek a számítógépek a Közös Vállalkozás szuperszámítógépeivel összekapcsolt gyorsítóként fognak működni, olyan „hibrid” gépeket alkotva, amelyek ötvözik a legjobb kvantum- és klasszikus számítástechnikai technológiákat.

2022 októberében az EuroHPC közös vállalkozás bejelentette, hogy Unió-szerte hat helyszínt választ ki az első európai kvantumszámítógépek elhelyezésére, amelyeket integrálni fognak az EuroHPC szuperszámítógépekbe. Ezek az újonnan beszerzett kvantumszámítógépek tisztán a legkorszerűbb európai technológián fognak alapulni, és Csehországban, Németországban, Spanyolországban, Franciaországban, Olaszországban és Lengyelországban fognak elhelyezkedni. A beruházás teljes összege 100 millió EUR, amelynek 50%-a az EU-ból, 50%-a pedig az EuroHPC közös vállalkozásban részt vevő 17 országból származik.

Ez lesz az első lépés az európai kvantum-számítástechnikai infrastruktúra kiépítése felé, amely a számítási felhőn keresztül nem kereskedelmi alapon lesz elérhető az európai tudományos és ipari felhasználók számára. Ez az infrastruktúra arra szolgál majd, hogy felgyorsítsa a globális társadalmi kihívásokra vonatkozó új ismeretek és megoldások létrehozását. Hatalmas számítási kapacitásának köszönhetően összetett szimulációs és optimalizálási problémákat fog kezelni, különösen az anyagfejlesztés, a gyógyszerfelfedezés, az időjárás-előrejelzés, a szállítás és más, az ipar és a társadalom számára nagy jelentőséggel bíró valós problémák terén. 

Az Európai Kvantumkommunikációs Infrastruktúra (EuroQCI) kezdeményezés

2019 júniusa óta mind a 27 uniós tagállam aláírta az EuroQCI-nyilatkozatot, és vállalta, hogy együttműködik a Bizottsággal és az Európai Űrügynökség támogatásával az EU egészére kiterjedő kvantumkommunikációs infrastruktúra (EuroQCI) kialakítása érdekében. 

Tudjon meg többet az EuroQCI-ről

Kvantumérzékelés

Számos területen a kvantumérzékelők már képesek jelentősen jobb teljesítményt és pontosságot nyújtani a klasszikus ekvivalensekhez képest. A Bizottság olyan páneurópai kvantumérzékelő infrastruktúrákba ruház be, amelyek összekapcsolják ezeket az érzékelőket és kiaknázzák a bennük rejlő lehetőségeket, beleértve a mozgó hordozókra, például drónokra vagy hajókra rögzített és szerelt kvantum graviméterek hálózatát, amelyek nyomon követik a föld alatti és víz alatti erőforrásokat és a vulkáni tevékenységeket, Föld-megfigyelési feladatokat látnak el stb. Ez a hálózat össze lesz kapcsolva a tervezett európai űrgravimetriás infrastruktúrával, ami még pontosabb méréseket tesz lehetővé a világűrbe telepített technológiák támogatásával.