Europa ma pierwszy komputer kwantowy. Czas na „suwerenność technologiczną i cyfrową”

komputer-kwantowy-niemcy-usa-chiny-ue-merkel-macron-ibm-google-kubit-superkomputer-badania-innowacje

Czwartkowa wizyta w amerykańskiej stolicy była ostatnią dla Angeli Merkel w roli kanclerza Niemiec. Foto via (CC BY 4.0) [kremlin.ru]

Amerykański koncern IBM uruchomił w Niemczech swój pierwszy komputer kwantowy w Europie. Komputery kwantowe – w pracach nad ich konstrukcją przewodzą firmy z USA oraz Chiny – mają pozwolić osiągnąć przełom w wielu dziedzinach od medycyny po badania kosmiczne czy sztuczną inteligencję.

 

 

Kilkudniowa wizyta prezydenta USA Joego Bidena w Europie obfitowała w liczne spotkania ze światowymi przywódcami, w ramach grupy G7, NATO, UE oraz niejako na deser z prezydentem Rosji Władimirem Putinem w willi z widokiem na Jezioro Genewskie.

W cieniu ważnych spotkań światowych przywódców doszło do finalizacji ogłoszonego kilka lat temu projektu dotyczącego uruchomienia pierwszego na Starym Kontynencie komputera kwantowego.

Od kilku lat największe państwa oraz koncerny na świecie inwestują miliardy dolarów w budowę suberszybkiego komputera przyszłości, zdolnego przeprowadzać najbardziej skomplikowane obliczenia. Ich posiadacze – jak przekonują eksperci – zyskają ogromną przewagę nad konkurencją.

A jak pisze Oliver Noyan z niemieckiego EURACTIV – powołując się na tekst z magazynu „Science” – moc obliczeniowa sprzętu, którego inauguracja miała miejsce w miniony wtorek (15 czerwca), pozwala w 200 sekund osiągnąć podobny wynik, jak konwencjonalny komputer w 10 tys. lat. Z kolei prezes IBM Europe Martin Jettner, stwierdził że wraz z nowym superkomputerem „tradycyjne przetwarzanie danych dobiega końca”.

A Reimund Neugebauer, prezes Towarzystwa Fraunhofera (Fraunhofer-Gesellschaft) podkreślił w trakcie inauguracji, że „to ważny krok na drodze do suwerenności technologicznej Niemiec”.

Bo Niemcy będą pierwszym krajem w Europie posiadającym komputer kwantowy, a w technologicznym wyścigu przodują USA, Chiny oraz firmy, takie jak Google czy IBM. I właśnie IBM, który pierwszy taki komputer udostępnił pięć lat temu w USA – posiada już 30 takich komputerów.

Angela Merkel mówi o suwerenności cyfrowej i technologicznej

Pierwsze plany dotyczące komputera kwantowego w Europie pojawiły się w 2019 r., ale decyzja została podjęta dopiero w marcu 2020 r., gdy Towarzystwo Fraunhofera podpisało odpowiednią umowę z firmą IBM. Jak informowała rok temu PAP, współpraca instytutu oraz IBM to skutek rozmów między kanclerz Angelą Merkel i odchodzą szefową IBM Ginni Rometty, a ustalenia podjęto podczas Światowego Forum Ekonomicznego w Davos w 2019 r.

Argumentem za jego powstaniem było ułatwienie pracy niemieckim (ale także europejskim naukowcom, którzy za opłatą również będą mogli z niego korzystać). Dzięki niemu nie będą oni musieli przesyłać ogromnych ilości danych do obliczeń do USA, co znacznie ułatwi im pracę.

Jednostka o nazwie IBM Q System One, wysoka na blisko 3 metry znajdować się będzie nieopodal Stuttgartu. Ma ona przyspieszyć badania związane z lekami, szczepionkami, modelami klimatycznymi, a nawet systemem transportowym. Inwestycja ma wspomagać nie tylko naukę, ale też gospodarkę.

W ceremonii w Ehningen w trybie wideo udział wzięła kanclerz Angela Merkel. Podkreśliła, że komputery kwantowe będą odgrywać kluczową rolę w dążeniach Niemiec do zachowania „suwerenności technologicznej i cyfrowej”, zapewniając jednocześnie możliwości rozwoju gospodarki. Ale do tego jeszcze daleka droga. Na razie platforma badawcza do obliczeń kwantowych obsługiwana wspólnie przez IBM i Fraunhofer-Gesellschaft jest skierowana przede wszystkim do firm i instytucji badawczych.

Jednak Niemcy nie żałują środków na inwestycje w badania. W lipcu 2020 r. niemiecka minister badań zapowiedziała przeznaczenie 2 mld euro z niemieckiego Funduszu Wsparcia po pandemii na badania prowadzące do stworzenia eksperymentalnego komputera kwantowego. Podobne działania podejmuje Francja. W styczniu 2021 r. prezydent Emmanuel Macron w paryskim Centrum Nanonauki i Nanotechnologii zadeklarował, że w ciągu najbliższych pięciu lat jego kraj zainwestuje 1,8 mld euro (1 mld z budżetu, 800 mln m.in. z pieniędzy unijnych i od przedsiębiorstw) w rozwój technologii kwantowych.

A we wtorek Angela Merkel zaapelowała do pozostałych państw UE, „by ciężko pracowały i nie spoczywały na laurach, ponieważ reszta świata nie śpi”.

AI: UE ureguluje działanie sztucznej inteligencji. To pierwsze takie przepisy na świecie

Regulacje zakładają podzielenie wykorzystywania sztucznej inteligencji na cztery kategorie ryzyka.

Jak działają komputery kwantowe?

Dotychczas znane komputery pracują z bitami binarnego programowania 0 albo 1. Tymczasem w komputerze kwantowym podstawą są kubity (czyli bity kwantowe) przyjmujące tzw. superpozycję, w której „0” i „1” występują w tym samym czasie. IBM Quantum System One bazuje na procesorze Falcon o wydajności 27 kubitów.

Dla porównania – jak informuje portal benchmark – IBM dysponuje już procesorem o nazwie Hummingbird o wydajności 65 kubitów, a jeszcze w tym roku ma zostać wydany układ Eagle ze 127 kubitami. Z kolei do 2023 r. planowane jest uruchomienie systemu z bagatela 1000 kubitami. Jednak kubit kubitowi nierówny, ponieważ – jak zwracają uwagę eksperci – dane poszczególnych producentów na temat wydajności ich systemów kwantowych są drastycznie rozbieżne i prowadzą do sprzecznych wniosków.

W jaki sposób jednak tzw. kubity przekładają się na działanie komputera w praktyce? W naprawdę dużym uproszczeniu można stwierdzić, że „normalny” komputer dla przeanalizowania różnych wariantów rozwiązania jakiegoś problemu po kolei wykonuje wiele obliczeń. A komputer kwantowy może jednocześnie przeanalizować wszystkie te warianty.

A zatem im więcej kubitów, tym więcej i szybciej obliczeń można wykonać.

Cyfrowa waluta w Chinach: Gospodarcza korzyść czy polityczne zagrożenie?

Bank centralny argumentuje, że jest to bardziej efektywna metoda płatności.

Wyścig USA i Chin

W kwantowej rywalizacji przodują dwa największe obecnie światowe mocarstwa, które mogą już pochwalić się sukcesami w budowie wydajnych komputerów kwantowych. W ubiegłym roku amerykański gigant technologiczny Google ogłosił urbi et orbi, że budowany przez niego komputer kwantowy o nazwie Sycamore potrzebuje zaledwie kilku minut, by dokonać obliczeń, które klasycznemu komputerowi zajęłyby ok. … 10 tysięcy lat.

Chociaż IBM natychmiast odparł, że „Summit”, ówcześnie najszybszy klasyczny komputer świata (nieprzypadkowo konstrukcji IBM), potrafiłby policzyć to samo w ciągu dwóch i pół dnia, co miało oznaczać, że przechwałki Google’a są grubo przesadzone.

Grażyna Śleszyńska na łamach „Obserwatora Finansowego” przekonywała, że medialne doniesienia nie są niczym innym niż dowodem na ostrą rywalizację w branży oraz chęci zaistnienia w opinii publicznej jako lider kwantowego peletonu. „W chwytach marketingowych – bo sensacyjne doniesienia nie zawsze idą w parze z dokumentacją badawczą, co skrupulatnie punktują niezależni naukowcy”, podkreśliła współtwórczyni Forum Ekonomiczne w Krynicy

Wkrótce o postępach prac poinformowali również Chińczycy. Jeden z najbardziej zaawansowanych na świecie komputerów kwantowych z Chin o nazwie Jiuzhang potrzebował 180 sekund na wykonanie obliczeń, które trzeciemu na świecie pod względem wydajności superkomputerowi Sunway TaihuLight zajęłyby około 2,5 mld lat, a najszybszemu Fugaku „tylko” 600 mln lat.

Od pojawiających się w mediach liczb może zakręcić się w głowie. Faktem jest jednak, że Chiny w ramach kolejnego planu pięcioletniego wyznaczyły sobie za cel stania się kwantowym supermocarstwem. Pekin planuje przeznaczyć na ten cel 10 mld euro zakładając, że do 2030 r. „poczyni znaczący postęp” w tej dziedzinie.

USA nie chcą bez walki oddać pola Chinom. Na początku br. czerwca Senat przegłosował Ustawę o Innowacji i Konkurencji, która zakłada promowanie finansowania technologii informacji kwantowej.

KE proponuje nowy system tożsamości cyfrowej dla obywateli UE

Obywatele za pomocą smartfonów będą mogli łatwo udowodnić swoją tożsamość i udostępniać dokumenty elektroniczne z europejskiego portfela tożsamości cyfrowej.

Unia Europejska ma swoje ambicje

A jak w technologicznym wyścigu pozycjonuje się Unia Europejska? W 2018 r. Unia Europejska zainicjowała 10-letni Quantum Technologies Flagship, z ponadmiliardowym budżetem, dla rozwijania w Europie technologii kwantowych, w którym bierze udział ponad 5 tysięcy naukowców z kontynentu.

Z kolei rok temu w Holandii tamtejsza minister Ingrid van Engelshoven i unijna komisarz Mariya Gabriel uruchomiły projekt o nazwie „Quantum Inspire”. To internetowa platforma do kwantowych obliczeń w chmurze.

Ma ona koncentrować na edukacji i rozwoju zastosowań. Ma też uczynić z holenderskiego Delft europejskie centrum kwantowych obliczeń, przyciągając tam instytucje, firmy i start-upy, które chcą wykorzystywać lub doskonalić tę nową technologię.

Z kolei pod koniec maja br., Komisja Europejska wybrała konsorcjum firm i instytutów badawczych do zbadania projektu przyszłej europejskiej sieci łączności kwantowej EuroQCI (kwantowa infrastruktura komunikacyjna). Ma ona umożliwić bezpieczną komunikację między obiektami infrastrukturami krytycznej a instytucjami rządowymi w całej Unii Europejskiej.

W czerwcu 2019 r. 26 państw członkowskich przyjęło deklarację EuroQCI, zgadzając się współpracować z Komisją, przy wsparciu Europejskiej Agencji Kosmicznej, na rzecz rozwoju infrastruktury komunikacji kwantowej obejmującej całą UE. Plan długoterminowy zakłada, że EuroQCI stanie się podstawą internetu kwantowego w Europie, łącząc komputery kwantowe, symulatory i sensory za pośrednictwem sieci kwantowych, w celu dystrybucji informacji i zasobów przy użyciu najnowocześniejszych zabezpieczeń.

Salwador jako pierwszy na świecie uczyni Bitcoina legalnym środkiem płatniczym?

Na razie kurs wirtualnej kryptowaluty nie zareagował entuzjastycznie na zapowiedzi salwadorskiego prezydenta.

Bruksela rozwija sieć superkomputerów

Jednak komputer kwantowy to wciąż melodia przyszłości. W międzyczasie UE rozwija także projekt europejskiego superkomputera. Komisja Europejska ogłosiła w 2019 r. listę państw, które stworzą pierwsze ośrodki obliczeń. Ich zadaniem będzie wspieranie naukowców, przemysłu i biznesu w opracowywaniu zastosowań w wielu kluczowych dziedzinach, w tym m. in. w walce ze zmianami klimatu.

Centra obliczeniowe powstaną w Hiszpanii, Włoszech, Finlandii, Portugalii, Czechach, Słowenii, Bułgarii i Luksemburgu. Koszt projektu realizowanego w ramach Wspólnego przedsięwzięcia w dziedzinie Europejskich Obliczeń Wielkiej Skali (EuroHPC) wyceniono na 840 mln euro. W konsorcjum uczestniczy 19 z 28 państw członkowskich Wspólnoty.

Superkomputery będą wspierać rozwój w dziedzinach takich, jak sztuczna inteligencja, produkcja leków (walka z rakiem i HIV), walka ze zmianami klimatu. W niedalekiej przyszłości również Włochy i Finlandia będą dysponowały komputerem o podobnej charakterystyce do tego w Barcelonie. Do tej pory żadne z państw UE nie dysponowało tego typu sprzętem obliczeniowym, a naukowcy zainteresowani wsparciem w badaniach dużymi mocami obliczeniowymi musieli wyjeżdżać do USA, Chin lub Japonii.

Pieniądze na rozwijanie superkomputerów w najbliższej perspektywie budżetowej mają być zapewnione w ramach programu „Cyfrowa Europa”, na który w sumie w latach 2021-2027 ma być przeznaczonych 7,5 mld euro.