Komisja Europejska powołała do życia program Quantum Flagship, w ramach którego finansuje przedsięwzięcia związane z wykorzystaniem technologii kwantowej. Na rozwój technologii przeznaczono miliard euro, a już wkrótce pojawią się pierwsze projekty wykorzystujące potencjał komputerów kwantowych. Naukowcy szacują, że do 2035 r. technologia ta rozwinie się do tego stopnia, że będzie wpływać na przemysł w skali globalnej.
– Obecnie mówimy przede wszystkim o filarze komunikacji kwantowej, w ramach którego pojawiają się technologie i zastosowania, których integracja z obecnymi systemami jest kwestią niedalekiej przyszłości. Szczególnie jeśli chodzi o wykorzystanie kwantowych generatorów liczb losowych, np. w kryptografii do szyfrowania wiadomości i zabezpieczenia komunikacji przy użyciu systemów kwantowej dystrybucji klucza, które można wdrożyć w ramach obecnych systemów – mówi agencji Newseria Innowacje Lydia Sanmartí Vila z Instytutu Fotoniki (ICFO) w Castelldefels pod Barceloną.
W 2016 roku 3400 fizyków podpisało „manifest kwantowy”, w którym nawoływali do powołania ogólnoeuropejskiego projektu badań nad potencjałem technologii kwantowych. Dotychczas do programu Quantum Flagship zgłoszono 19 projektów, które próbują rozwiązać najróżniejsze problemy z pogranicza nauki i technologii.
Projekt QRANGE zakłada wykorzystanie komputerów kwantowych w procesie generowania liczb losowych. Technologia taka mogłaby znacząco poprawić dokładność symulacji laboratoryjnych oraz zwiększyć bezpieczeństwo systemów szyfrujących, które w dużej mierze polegają na liczbach losowych, dziś generowanych przez skomplikowane algorytmy. Wykorzystanie do tego celu komputerów kwantowych pozwoliłoby wygenerować w pełni losowe, nieprzewidywalne ciągi znaków. Jakość algorytmów szyfrujących wzrosłaby, co przełożyłoby się na zwiększenie bezpieczeństwa naszych danych przechowywanych m.in. w internecie.
Jednym z pierwszych zastosowań rozwiązań kwantowych może być stworzenie zegarów optycznych. Zespół odpowiedzialny za iqClock twierdzi, że zegary takie wykazują znacznie większą dokładność niż jakakolwiek inna technologia stosowana do pomiaru czasu. Charakteryzują się tak stabilną częstotliwością pracy, że na przestrzeni istnienia całego wszechświata ich opóźnienie względem realnego upływu czasu wyniosłoby zaledwie jedną sekundę.
– Zakres zastosowania technologii kwantowych w przyszłości jest bardzo trudny do przewidzenia. Przy obecnym stanie wiedzy możemy powiedzieć, że rozwiążą nasze problemy z bezpieczeństwem, dając praktycznie stuprocentowe zabezpieczenie transmisji i przechowywania danych. Dzięki komputerom kwantowym zyskamy też znacznie większą moc obliczeniową. Wiele problemów, które są obecnie niemożliwe do rozwiązania albo wymagają setek lat obliczeń, będzie można rozwiązać w ciągu kilku minut – twierdzi Lydia Sanmartí Vila.
Wprowadzenie do powszechnego użytku komputerów kwantowych umożliwiłoby także stworzenie systemów, których nie jesteśmy w stanie skonstruować przy zastosowaniu technologii krzemowej. Komputery kwantowe pozwoliłyby skonstruować modele symulacyjne żywych organizmów, na których naukowcy mogliby np. testować nowe leki.
Projekt OpenSuperQ realizowany w ramach Quantum Flagship zakłada stworzenie 100-kubitowego systemu obliczeniowego. Maszyna dysponowałaby wystarczającą mocą obliczeniową do przeprowadzania zaawansowanych badań nad sztuczną inteligencją oraz skomplikowanych obliczeń kwantowych – w tym m.in. z dziedziny medycyny. Jeśli projekt uda się zrealizować, naukowcy otrzymają jedną z najbardziej zawansowanych maszyn kwantowych na świecie i pierwszą tego typu w Europie.
Pełen zakres wykorzystania technologii kwantowych jest trudny do przewidzenia, dlatego w ramach projektu Quantum Flagship wyznaczono cztery szeroko pojęte kategorie badań, które pozwalają starać się o dofinansowanie: obliczenia kwantowe, czujniki i metrologia kwantowa, symulacje kwantowe oraz komunikacja kwantowa.
– Wszystkie cztery filary są ze sobą w wielu punktach zbieżne i każdy przechodzić będzie przez inne kluczowe etapy rozwoju w różnym czasie. Obecny harmonogram jest aktualny na ten moment i odzwierciedla nasze myślenie w tej chwili, ale za pięć lat wszystko może się zmienić w miarę jak nasza wiedza na temat technologii kwantowych będzie się poszerzać i ich rozwój będzie postępował – przewiduje Lydia Sanmartí Vila.
Według wyliczeń firmy marketsandMarkets wartość rynku komputerów kwantowych w 2016 wynosiła 88,5 mln dol. Szacuje, że do 2023 roku wzrośnie do 495,3 mln przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie 29 proc.
