Kopš Elektronikas un datorzinātņu institūts (EDI) un Ārlietu ministrija pievienojās saprašanās memorandam “Par kvantu tehnoloģiju attīstīšanu Latvijā”, EDI jau veic pētījumus kvantu jomā. Apvārsnis Eiropa projekts A-IQ Ready – uz kvantu mērījumu informācijas balstīts mākslīgais intelekts izkliedētās reāllaika robežskaitļošanas sistēmās, ir viens no šiem pētniecības projektiem. Tas ir starptautisks pētniecības projekts ar 46 dalībniekiem no dažādām Eiropas valstīm.
Ņemot vērā globālos vides jautājumus, sociālo nevienlīdzību un ģeopolitiskās pārmaiņas, nākotnē radīsies daudz problēmu mūsu sabiedrībai. Lai stātos pretī šīm jaunajām problēmām un risinātu tās, ir jāizprot un atbilstoši jāizmanto jaunās digitālās tehnoloģijas, piemēram, mākslīgais intelekts (AI), lietu internets (IoT), robotika un biotehnoloģijas.
A-IQ Ready projekta koordinātos ir Austrijas uzņēmums AVL LIST GMBH, projekta finansiālais atbalsts ir no Eiropas Komisijas programmas “Apvārsnis Eiropa” kopā ar Latvijas līdzfinansējumu mikroshēmu kopuzņēmuma ietvarā (Chips-JU). Projekta programma ierosina progresīvu uz kvantu efektiem balstītu sensoru, mākslīgā intelekta robežskaitļošanas kontinuma un izkliedētās inteleģences tehnoloģijas, lai īstenotu vīziju par inteliģentu un autonomu elektronikas komponenšu un sistēmu digitālajā laikmetā.
Kvants apzīmē māzāko diskrētu enerģijas apjomu kādā fenomenā. Vārds cēlies no latīnu valodas – Quantus (cik daudz). Piemēram gaismas kvantu sauc – fotons, elektrībā – elektrons. Kvantu atklājums pirms vairāk nekā 100 gadiem izraisīja revolūciju fizikā. Mūsdienās pētnieki fokusējas uz trīs kvantu fizikas pielietojumu attīstību: kvantu skaitļošanu, kvantu komunikāciju un kvantu efektu pielietojumu mērījumu veikšanai (kvantu sensoriem). Kvantu sensoru tehnoloģija ir visnobriedušākā un jau tiek plaši pielietota pētniecībā, piemēram, magnētisku materiālu mikroskopisku attēlu uzņemšanā. Tomēr šai tehnoloģijai ir arī potenciāls plašākam masu pielietojumam.
Kvantu magnētiskās plūsmas un žiroskopiskie sensori nodrošina visaugstāko jutību un precizitāti bez kalibrēšanas nepieciešamības, nodrošinot nepārspējamu mērījumu kvalitāti, ja tos izmanto magnētiskā lauka mērīšanai un kartēšanai. Šādus sensorus var izmantot precīzai Zemes magnētiskā lauka mērīšanai, nodrošinot iespēju atšķirt lauka fluktuācijas un izmaiņas atkarībā no reljefa, tādējādi sniedzot iespēju lokalizēties bez navigācijas satelītu starpniecības. Šāda lokalizācijas sistēma uzlabos autonomo aģentu reāllaika īpašības un precizitāti, kā arī samazinās viltus trauksmes vai dezinformācijas gadījumu skaitu, izmantojot mākslīgā intelekta un daudzu aģentu sistēmas koncepcijas. Aģentu grupu komunikācijai un lēmumu pieņemšanai prioritāri jābalstās uz jaunākajām tehnoloģijām. Mākslīgā intelekta robežskaitļošanas kontinuma vadība ļaus decentralizēt lietojumprogrammu izstrādi, vienlaikus nodrošinot optimālu pieejamo resursu izmantošanu.
Šo tehnoloģiju sinerģija var tikt izmantota tādās jomās kā: civilā drošība, digitālā veselība, piegādes ķēžu viedās loģistikas un dzinēju pielietojumi. A-IQ Ready projekts nodrošinās pamatu digitālajai sabiedrībai Eiropā, virzoties uz “sabiedrība 5,0” koncepciju.
EDI veicamie uzdevumi projektā ir izstrādāt saskarnes un vadības shēmu arhitektūru, algoritmus uz aparatūru un programmatūru balstītai kvantu sensoru datu pirmapstrādei un vienlaicīgai noderīgo mērījumu ieguvei, kā arī uz grafisko interfeisu balstītam reāllaika demonstratoram. EDI galvenais zinātniskais pienesums ir šī kvantu sensora kontroles, datu ieguves un priekšapstrādes apakšsistēmas izstrāde. Izstrādātais sensors tiks pielietots glābšanas darbu veikšanai pazemes scenārijos, kur izcēlies ugunsgrēks. Pazemē nav pieejams GPS un dūmu daļiņas apgrūtina citu sensoru (kameru un lidaru) pielietojumu lokalizācijai. Tāpāt EDI izstrādātais risinājums reāllaika priekšapstrādei dos iespēju sensorus pielietot elektro-motoru monitorēšanai, t.i. magnētiskā lauka fluktuācijas var sniegt priekšlaicīgas prognozes par motora defektiem un plānot tā remontu.
Foto: EDI (Vienčipa sistēma ar EDI projektētajām digitālajām shēmām kvantu sensora kontrolei un datu priekšapstrādei)