Платформени технологии за мащабни фотонни квантови изчисления

Очакван резултат:

Това действие ще създаде стратегическа европейска инициатива за разработване на мащабируеми, модулни и оперативно съвместими фотонни квантови изчислителни платформи. Очаква се предложенията по тази тема да разгледат и да предоставят надеждни решения на поне две основни технически пречки, които понастоящем ограничават напредъка на фотонните квантови изчислителни технологии, като например:

• Липсата на детерминистични, високоефективни фотонни заплитания и устойчиви на загуби архитектури, подходящи за толерантно към грешки мащабиране
• Липсата на стандартизиран, интегриран контролен пакет, съчетаващ фотонен хардуер, фърмуер и системен софтуер с надежден сравнителен анализ на различните платформи

Очаква се резултатите от проектите да допринесат за постигането на следните очаквани резултати:

• До 2028 г. демонстрация на фотонен NISQ процесор с ≥ 100 фотонни кюбита, интегриращ детерминистични еднофотонни източници, вълноводи с ниска загуба, детектори върху чипа и стек на фърмуера (график, контролер, компилатор), валидиран чрез хардуерно-агностични еталони и хибридни фотонни-HPC приложения, демонстриращи класически квантов кросоувър
• До 2030 г. — доставка на фотонен квантов компютър с висока степен на свързаност, с модулна мащабируемост, интегрирани междусистемни връзки на основата на чипове и оптични влакна и портали с висока точност (напр. процент на грешка ≤10⁻³) с индикативна цел от 1 000 фотонни кюбита, като се полагат основите за демонстрации на прототипи на квантова полезност при промишлено значими работни натоварвания.
• Оперативна съвместимост и стандартизация на системно равнище с публикувани спецификации на интерфейса за фотонни квантови хардуерни и софтуерни пакети, включително опаковки, приложно-програмни интерфейси, интерфейси за компилатори и облачни протоколи, съвместими с дължини на вълните в далекосъобщенията
• Валидиране на разпределението на заплитането между модулите чрез стандартизирани протоколи и демонстрация на място на взаимосвързани фотонни квантови процесори
• Ускоряване на индустриализацията и търговската реализация, включително пътна карта за пилотни производствени линии, протоколи за осигуряване на качеството и разработване на суверенна европейска верига за доставки на фотонни квантови технологии
• Доказване на резултатите от проекта чрез конкретен случай на използване, предоставен от основен партньор краен потребител в рамките на консорциума, като се валидират целесъобразността и ефективността на платформата при реални оперативни ограничения.

Обхват:

Предложенията по тази тема се очаква да бъдат ръководени от стартъп с доказан опит в областта на фотонните квантови изчисления. Стартиращото предприятие следва да си сътрудничи със съответните академични, промишлени и научноизследователски и технологични партньори, за да гарантира както технологична дълбочина, така и пазарна ориентация. Консорциумът следва също така да включва поне един голям краен потребител, чиито оперативни нужди ще оформят проектирането на платформата и чиято инфраструктура ще бъде домакин на демонстрацията на място на резултатите от проекта.

Предложенията следва да прилагат координирана, трайна програма R&I, която интегрира хардуер, софтуер, системна архитектура и случаи на употреба на ниво приложение. Дейностите следва да включват:

• Разработване на платформа за развитие на отворени, мащабируеми фотонни квантови процесори с полупроводникови и/или базирани на стъкло фотонни чипове, интегрирана електроника за управление, фърмуер и стабилни схеми за намаляване и коригиране на грешки
• Системна интеграция, реализираща модулни квантови възли с фотонни връзки и валидиране на мащабируеми архитектури при реалистични ограничения на шума, загубите и контрола
• Съвместно проектиране на софтуерен стек, интегриращ фърмуер на ниско ниво, компилатори, хибридни алгоритми и мрежови приложно-програмни интерфейси (API), за да се демонстрира квантово предимство на ниво приложение и оперативна съвместимост на ВИТ

Очаква се предложенията да се основават на предишни водещи резултати в областта на квантовите технологии и да демонстрират капацитет за активен принос към управлението и стратегическата координация на екосистемата на ЕС за квантови изчислителни технологии, включително полезни взаимодействия със STEP, съвместното предприятие „Интегрални схеми“, проектите по ВПОИ и EuroHPC.

Ниво на технологична готовност - Ниво на технологична готовност, очаквано от завършени проекти

Очаква се дейностите да започнат от РТГ 4 и да постигнат РТГ 7 до края на проекта — вж. общо приложение Б.