Η Ευρώπη χαράζει μια θέση στον κβαντικό υπολογισμό

By | February 12, 2024

Ενώ κβαντικούς υπολογιστές δεν θα χρησιμοποιηθούν ποτέ για την εκτέλεση πεζών εργασιών, όπως η επεξεργασία κειμένου ή η λογιστική, θα είναι σε θέση να λύσουν ορισμένα προβλήματα που δεν μπορούν να επιλυθούν σε εύλογο χρόνο από συμβατικές μηχανές. Ένας μικρός αριθμός αυτών των προβλημάτων είναι τόσο σημαντικός που οι περισσότερες βιομηχανικές χώρες επενδύουν ήδη στον κβαντικό υπολογισμό, είτε για να αποκτήσουν ένα πρώιμο πλεονέκτημα είτε για να αποφύγουν να μείνουν πολύ πίσω.

Οι ερευνητές προβλέπουν ότι μόλις κατακτηθεί η τεχνολογία, οι κβαντικοί υπολογιστές θα χρησιμοποιηθούν για την προσομοίωση πολύπλοκων βιοχημικών συστημάτων και την επίλυση προβλημάτων βελτιστοποίησης, όπως η εύρεση της καλύτερης διαδρομής μεταξύ δύο σημείων ή ο καθορισμός της βέλτιστης κατανομής των επενδύσεων στη χρηματοδότηση.

Οι θεωρητικοί προβλέπουν ότι ο κβαντικός υπολογιστής θα είναι σε θέση ακόμη και να σπάσει τα ισχυρότερα κλειδιά κρυπτογράφησης του σήμερα μέσα σε λίγα λεπτά, καθιστώντας τα μυστικά οποιουδήποτε οργανισμού ή πολίτη διαφανή σε οποιαδήποτε άλλη χώρα ή ιδιωτικό οργανισμό που κατέχει την τεχνολογία. Αυτοί είναι μόνο μερικοί από τους τομείς όπου οι κβαντικοί υπολογιστές αναμένεται να έχουν τεράστιο πλεονέκτημα έναντι των κλασικών υπολογιστών.

Ο αγώνας διεξάγεται μεταξύ των βιομηχανικών χωρών και των εμπορικών μπλοκ για την κυριαρχία της τεχνολογίας – και αναδύονται τρεις περιφερειακοί κόμβοι: Ηνωμένες Πολιτείες, Κίνα και Ευρώπη. Ενώ η Ευρώπη έχει ήδη παράγει αρκετούς κβαντικούς υπολογιστές, κανένας δεν είναι τόσο μεγάλος ή τόσο εξελιγμένος όσο αυτοί που παράγονται από την IBM ή την Κίνα.

Σύμφωνα με Ολιβιέ Εζράτισυγγραφέας του Κατανόηση των κβαντικών τεχνολογιών 2023, η πρόκληση για την Ευρώπη είναι να τοποθετηθεί έξω από το σημείο όπου οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Κίνα είναι πιθανό να βρεθούν στον τομέα των κβαντικών υπολογιστών. Η Κίνα και άλλες ασιατικές χώρες είναι γενικά πολύ επιτυχημένες στην κατασκευή υλικού υπολογιστών και οι Ηνωμένες Πολιτείες γενικά πρωτοστατούν στην εμπορευματοποίηση της τεχνολογίας – χάρη σε μια πολύ μεγάλη, ομοιογενή εγχώρια αγορά.

Για να διασφαλιστεί ότι η Ευρώπη θα κερδίσει μια θέση σε έναν μετα-κβαντικό κόσμο, το Ευρωπαϊκή κβαντική ναυαρχίδα κυκλοφόρησε επίσημα τον Οκτώβριο του 2018 και αναμένεται να λάβει συνολικά 1 δισεκατομμύριο ευρώ για επενδύσεις σε μια περίοδο 10 ετών.

Τα χρήματα θα χρηματοδοτήσουν κυρίως έργα που συμβάλλουν στη μετατροπή της ευρωπαϊκής έρευνας σε εμπορικές εφαρμογές σε τέσσερις βασικούς τομείς: κβαντική πληροφορική. κβαντική προσομοίωση; κβαντική επικοινωνία; και κβαντική αίσθηση και μετρολογία. Ο δεδηλωμένος στόχος του έργου είναι να καταστήσει την Ευρώπη μία από τις κορυφαίες περιοχές στον κόσμο για κβαντική τεχνογνωσία και καινοτομία.

περιουσιακά στοιχεία της Ευρώπης

Σύμφωνα με τον Ezratty, όσον αφορά τους κβαντικούς υπολογιστές, η Ευρώπη είναι ήδη πολύ καλά τοποθετημένη σε πέντε βασικούς τομείς:

  • Δημόσια χρηματοδοτούμενη έρευνα και πανεπιστήμια·
  • Ένα δυναμικό βιομηχανικό οικοσύστημα.
  • Ηγεσία στην ενεργοποίηση της τεχνολογίας.
  • Ενοποίηση υπολογιστών υψηλής απόδοσης και κβαντικών συστημάτων.
  • Υπεύθυνη καινοτομία.

Ο Ezratty λέει ότι όταν αθροίσουμε όλα τα κράτη μέλη και την ίδια την Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ), η Ευρώπη είναι ο μεγαλύτερος δημόσιος επενδυτής στον κόσμο στην κβαντική έρευνα. Ωστόσο, οι Ηνωμένες Πολιτείες επωφελούνται από μεγαλύτερη συνολική χρηματοδότηση από τη βιομηχανία – χάρη σε εταιρείες όπως η IBM, η Google, η Microsoft και η Intel. Οι Ηνωμένες Πολιτείες ηγούνται επίσης στον κόσμο όσον αφορά τον αριθμό των startups και την ποιότητα της χρηματοδότησης αυτών των startups.

«Σε οποιαδήποτε δεδομένη τεχνολογία, είναι συχνά καλύτερο να είσαι ο παραγωγός», λέει ο Ezratty. «Αλλά αν δεν μπορείς να γίνεις παραγωγός, μπορείς να έχεις κάτι να ανταλλάξεις με τον παραγωγό. Μερικές φορές αυτό σας δίνει ένα ακόμα πιο δυνατό χέρι – ειδικά σε μια πρώιμη αγορά, όταν οι κατασκευαστές δεν είναι ακόμα εκεί. κερδίστε χρήματα πουλώντας προϊόντα.

«Σε μια πρώιμη αγορά, οι οργανισμοί που κατασκευάζουν τα ευνοϊκά προϊόντα και εξαρτήματα μπορούν ήδη να αποκομίσουν πολύ ελκυστικά κέρδη. Μόλις ωριμάσει η αγορά, η γενική τεχνολογία παραμένει σημαντική και μπορεί συχνά να είναι πιο ισχυρό διαπραγματευτικό χαρτί από τα πλήρη προϊόντα.

Ενώ η Ευρώπη είναι ήδη παραγωγός κβαντικών υπολογιστών, όπως GIQ, Ότανέλα, Πασκάλ Και AQT, παρέχει επίσης μεγάλο μέρος της τεχνολογίας ενεργοποίησης, η οποία μπορεί να είναι ακόμη πιο σημαντική. Σύμφωνα με τον Ezratty, η Ευρώπη έχει ήδη αναλάβει το προβάδισμα σε αρκετές σημαντικές τεχνολογίες που απαιτούνται για τους κβαντικούς υπολογιστές. Αυτά περιλαμβάνουν κρυογονικά, ειδικά καλώδια και συνδέσμους, καθώς και τα εργαλεία και τις τεχνικές για την ενοποίηση κβαντικών υπολογιστών με υπολογιστές υψηλής απόδοσης.

Τα κρυογονικά συστήματα χρειάζονται για να διατηρούν τους κβαντικούς υπολογιστές στις πολύ χαμηλές θερμοκρασίες που χρειάζονται για να λειτουργήσουν. «Φινλανδική εταιρεία Bleufors είναι ο αδιαμφισβήτητος παγκόσμιος ηγέτης σε κρυογονικά συστήματα που χρησιμοποιούνται για κβαντικούς υπολογιστές“, λέει ο Ezratty. “Έχουν πάνω από το 70% αυτής της αγοράς. Η δεύτερη θέση πηγαίνει στην Oxford Instruments στο Ηνωμένο Βασίλειο.

Απαιτούνται ειδικά καλώδια για την εκτέλεση εργασιών εισόδου και εξόδου μεταξύ qubits και παραδοσιακών ηλεκτρονικών. Αυτά τα καλώδια πρέπει να διασυνδέονται με τα qubits χωρίς να διαταράσσουν τα εξαιρετικά ψυχρά περιβάλλοντα στα οποία πρέπει να λειτουργούν τα qubits. «Η Delft Circuits στην Ολλανδία βρίσκεται σε ηγετική θέση καθώς αυτή η αγορά απογειώνεται», λέει ο Ezratty.

Οι σύνδεσμοι που χρησιμοποιούνται για κβαντικούς υπολογιστές πρέπει να πληρούν αυστηρές απαιτήσεις. Γαλλική εταιρεία Ακτινικός κάνει ήδη μια υγιή επιχείρηση πωλώντας μαγνητικά θωρακισμένους συνδέσμους, μικροσκοπικούς συνδετήρες και κρυοδιακόπτες για χρήση σε κβαντικά συστήματα. Ο Ezratty λέει ότι, όπως και τα καλώδια, οι σύνδεσμοι είναι ιδιαίτερα σημαντικοί για την επικοινωνία μεταξύ ενός πολύ κρύου κβαντικού περιβάλλοντος και των παραδοσιακών ηλεκτρονικών.

Αν και δεν υπάρχουν επί του παρόντος χρήσιμες εφαρμογές αυτής της συσκευής εκτός της ακαδημαϊκής έρευνας, θα μπορούσε να είναι ο πρόδρομος ενός σημαντικού παραδείγματος. Μόλις οι κβαντικοί υπολογιστές είναι σε θέση να λύσουν χρήσιμα προβλήματα, ένας υπερυπολογιστής θα μπορεί να παραδώσει συγκεκριμένες εργασίες σε ένα κβαντικό σύστημα, όπου μπορούν να εκτελεστούν πολύ πιο γρήγορα.

Πέρα από τις γενικές τεχνολογίες

Καθώς οι κβαντικοί υπολογιστές γίνονται χρήσιμοι, η έξυπνη κίνηση για την Ευρώπη θα είναι να διατηρήσει τη θέση της στην παραγωγή τεχνολογιών ενεργοποίησης, ενώ θα ανέβει στην αλυσίδα αξίας, όπου θα αρχίσει να αποκομίζει κέρδη. Οι τρέχουσες επενδύσεις της Ευρώπης στην έρευνα – και οι προσπάθειες για την ανάπτυξη ενός ποικίλου οικοσυστήματος γύρω από τις κβαντικές τεχνολογίες – πιθανότατα θα αποδώσουν καρπούς μέχρι τότε.

Το ευρωπαϊκό εμβληματικό έργο Quantum λαμβάνει τη σωστή απόφαση ενθαρρύνοντας τη συνεργατική έρευνα μεταξύ των χωρών μελών. Επιπλέον, οι επενδυτές επιχειρηματικών κεφαλαίων στοιχηματίζουν σε νεοφυείς επιχειρήσεις σε όλη την ήπειρο. Ένα καλό παράδειγμα είναι αυτό της γαλλικής εταιρείας Ποσοτικοποίηση, το οποίο ισχυρίζεται ότι είναι το «πρώτο ταμείο επιχειρηματικών κεφαλαίων στον κόσμο αφιερωμένο στη βαθιά φυσική και τις κβαντικές τεχνολογίες». Η Quantonation έχει ήδη χρηματοδοτήσει 28 startups σε οκτώ χώρες, με στόχο την εμπορευματοποίηση της τεχνολογίας.

Μέχρι στιγμής, ο κβαντικός υπολογιστής δεν έχει λύσει κανένα χρήσιμο πρόβλημα – αλλά όταν το κάνει, η Ευρώπη θα είναι εκεί. Ίσως το πιο σημαντικό, τα κράτη μέλη συνεργάζονται για να αντιμετωπίσουν μια μεγάλη παγκόσμια τεχνολογική πρόκληση ως ένωση.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *