Очакван резултат:
Това действие има за цел да утвърди водещата роля на Европа в областта на квантовата симулация с неутрални атомни частици и цифровите квантови изчислителни технологии чрез осигуряване на:
- Напълно програмируеми, готови за индустрията квантови симулатори, базирани на 10 000 неутрални атома в мащабируема архитектура, достъпни чрез облачни платформи и с възможност за интегрирането им във високопроизводителни изчислителни среди.
- Напълно програмируема платформа за неутрални атомни квантови изчисления, способна както на аналогови квантови операции, така и на гейт-базирани изчисления с 1000 физически кюбита и ясен път към по-нататъшна мащабируемост до 10 000 физически кюбита.
- Съгласуваност на времето от порядъка на стотици времена за взаимодействие и изневяра на операциите под 1%.
- Демонстрация на квантова симулация и/или изчислителни технологии, работещи извън класическата изчислимост, валидирани чрез сравнителен анализ с класически методи.
- Нови реални приложения в науката и промишлеността (най-малко две) (напр. в секторите на енергетиката и здравеопазването)
- Софтуерният стек за тези приложения, включително усъвършенстван софтуер за проверка, внедряване на алгоритми и потребителски програмни интерфейси.
- Демонстриране на пълния квантов стек — включително квантов контрол, електронни компоненти за управление и проверка на симулация на квантови процесори, работещи извън режими, които са класически изчислими.
- Интерфейси за програмиране, които позволяват на потребителите (включително на неспециалисти във възможно най-голяма степен) да използват тези квантови процесори за своите набори от проблеми.
- Подобрена мащабируемост, стабилност и използваемост на квантовата симулация и изчислителните процесори.
- Укрепване на европейския промишлен и технологичен капацитет в областта на квантовата симулация/компютрите и свързаните с тях хардуерни/софтуерни компоненти.
- Това действие трябва да е насочено към поне две от техническите предизвикателства, изтъкнати в SRIA 2030 за платформите с неутрален атом. Те включват необходимостта от стабилен контрол на атома по време на мулти-кюбитови операции, които са от съществено значение за надеждната корекция на грешки, както и разработването на измерване на квантовата не-унищожаване (QND) и универсални операции с висока точност. Предложенията следва да се справят с тези и сравними затруднения с оглед на мащабируеми, устойчиви на грешки системи за симулация и изчисляване.
Обхват:
Предложението следва да ускори зрелостта и използваемостта на платформите за квантови процесори с неутрален атом с акцент върху практическите приложения. Тя следва да включва:
- Разработване и внедряване на мащабируеми квантови процесори с индивидуално адресирани неутрални атоми, поддържащи аналогова симулация, хибридни аналогово-цифрови техники и квантови изчислителни технологии, базирани на гейт.
- Демонстриране на реални случаи на употреба (най-малко два), насочени към сложни научни или промишлени проблеми (напр. материалознание, химия, оптимизация), които са неразрешими за класическа симулация/изчисления. Те следва да включват стратегии за сравнителен анализ и проверка, за да се оцени квантовото предимство.
- Разработване и интегриране на пълен софтуерен пакет, включващ квантови системи за управление, електронни компоненти за управление, потребителски програмни интерфейси, класически инструменти за поддръжка на симулации и надеждни оперативни протоколи.
- Облачен достъп до квантовия процесор, като се гарантира използваемост от изследователите и промишлените потребители в цяла Европа. Системата следва да дава възможност за хибридни квантово-класически работни процеси с HPC среди и да подпомага, доколкото е възможно, неекспертни потребители.
- Прилагане на надеждни техники за намаляване на квантовите грешки, коригиране на грешки, откриване на грешки и количествено определяне, адаптирани към процесори с неутрален атом.
- Разработване на инструменти за сравнителен анализ и валидиране между платформи, за да се оцени ефективността на различните подходи за симулация/изчисления и да се подкрепят усилията за стандартизация.
- Пътища, подчертаващи използването на квантови процесори като платформи за разработване за бъдещите поколения квантови сензори и за изпълнението на квантови метрологични протоколи.
- Подобряване на веригата на доставки на ЕС чрез разработване и интегриране на ключови квантови компоненти за изчислителни процесори на основата на неутрални атомни елементи (напр. оптика за улавяне и управление, компоненти за електрическо управление, лазерни системи, фотонни интерфейси).
- Координация на дейностите на партньорите, включително обучение, документация и дейности за ангажиране на потребителите с цел насърчаване на приемането и растежа на екосистемите.
Действието се основава на основите, определени в СПОР PASQuanS2, и е в съответствие с целите на Стратегическата програма за научни изследвания и промишленост (SRIA 2030), инициативата „Интегрални схеми за Европа“, която допринася за стратегическата автономност на Европа в областта на квантовата симулация на неутрални атомни технологии и цифровите технологии с неутрални атомни технологии.
