Tecnologias de Plataforma de Computação Quântica Fotônica de Larga Escala

Resultado Esperado:

Esta ação estabelecerá uma iniciativa europeia estratégica para desenvolver plataformas de computação quântica fotónica escaláveis, modulares e interoperáveis. Espera-se que as propostas para este tópico abordem e forneçam soluções credíveis para pelo menos dois grandes obstáculos técnicos que atualmente limitam o avanço da computação quântica fotónica, tais como:

• A falta de emaranhamento fotónico determinístico de alta eficiência e de arquiteturas tolerantes a perdas adequadas para escalonamento tolerante a falhas
• A ausência de uma pilha de controlo integrada e padronizada que combine hardware fotónico, firmware e software de sistema com benchmarking fiável entre plataformas

Espera-se que os resultados do projeto contribuam para os seguintes resultados esperados:

• Até 2028, demonstração de um processador NISQ fotónico com ≥100 qubits fotónicos, integrando fontes de fotão único determinísticas, guias de onda de baixa perda, detetores em chip e uma pilha de firmware (scheduler, controlador, compilador), validada através de benchmarks agnósticos ao hardware e aplicações híbridas fotónico-HPC demonstrando a transição clássico-quântica
• Até 2030, entrega de um computador quântico fotónico de pilha completa (full-stack) e de alta conectividade, com escalabilidade modular, interconexões integradas em chip e baseadas em fibra, e portas de alta fidelidade (ex: taxas de erro ≤10⁻³) com um alvo indicativo de 1 000 qubits fotónicos, lançando as bases para demonstrações de protótipos de utilidade quântica em cargas de trabalho industrialmente relevantes.
• Interoperabilidade e padronização ao nível do sistema, com especificações de interface publicadas em pilhas de hardware e software quântico fotónico, incluindo embalagem, APIs, interfaces de compilador e protocolos de nuvem compatíveis com comprimentos de onda de telecomunicações
• Validação da distribuição de emaranhamento entre módulos através de protocolos padronizados e demonstração de campo de processadores quânticos fotónicos interconectados
• Aceleração da industrialização e comercialização, incluindo um roteiro para linhas de fabrico piloto, protocolos de garantia de qualidade e desenvolvimento de uma cadeia de abastecimento europeia soberana para tecnologias quânticas fotónicas
• Demonstração dos resultados do projeto através de um caso de uso concreto fornecido por um grande parceiro utilizador final dentro do consórcio, validando a relevância e o desempenho da plataforma sob restrições operacionais reais.

Âmbito:

Espera-se que as propostas para este tópico sejam lideradas por uma startup com experiência demonstrada em computação quântica fotónica. A startup deve colaborar com parceiros académicos, industriais e RTO relevantes para garantir tanto a profundidade tecnológica como a orientação para o mercado. O consórcio deve também incluir pelo menos um grande utilizador final cujas necessidades operacionais moldarão o design da plataforma, e cuja infraestrutura acolherá a demonstração de campo dos resultados do projeto.

As propostas devem implementar um programa de R&I coordenado e duradouro que integre hardware, software, arquitetura de sistema e casos de uso ao nível da aplicação. As atividades devem incluir:

• Desenvolvimento de plataforma avançando processadores quânticos fotónicos abertos e escaláveis com chips fotónicos baseados em semicondutores e/ou vidro, eletrónica de controlo integrada, firmware e esquemas robustos de mitigação e correção de erros
• Integração de sistemas realizando nós quânticos modulares com interconexões fotónicas e validando arquiteturas escaláveis sob restrições realistas de ruído, perda e controlo
• Co-design da pilha de software integrando firmware de baixo nível, compiladores, algoritmos híbridos e APIs de rede para demonstrar a vantagem quântica ao nível da aplicação e a interoperabilidade com HPC

Espera-se que as propostas se baseiem em resultados anteriores do Quantum Flagship e demonstrem capacidade para contribuir ativamente para a governação e coordenação estratégica da coordenação estratégica da UE...