Χρηματοδότηση Proof-of-Concept (PoC) για την εφαρμογή κβαντικών υπολογιστικών μοντέλων σε δίκτυα 6G, με στόχο τη μεταφορά των αποτελεσμάτων του έργου APOLLO προς την αγορά.
Με μία νέα ευρωπαϊκή διάκριση ο Καθηγητής Ιωάννης Κρικίδης, μέλος του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Κύπρου και Διευθυντής του Ερευνητικού Εργαστηρίου Ασύρματων Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων ΙΡΙΔΑ, προχωρά στην εφαρμογή κβαντικών υπολογιστικών μοντέλων στις ασύρματες επικοινωνίες και τα δίκτυα έκτης γενιάς (6G). Η νέα χρηματοδότηση Proof-of-Concept (PoC) από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας (ERC) δίνει συνέχεια στα ερευνητικά αποτελέσματα του έργου APOLLO (ERC Consolidator Grant), με στόχο τη μεταφορά τους προς την αγορά
Το νέο έργο, με τίτλο QUARTO – Quantum Annealing for Fluid Antenna MIMO Systems, στοχεύει στη διερεύνηση της εμπορικής αξιοποίησης πρωτοποριακών λύσεων που συνδυάζουν τεχνολογίες κβαντικής υπολογιστικής και ασύρματων επικοινωνιών έκτης γενιάς (6G), ανοίγοντας νέους δρόμους για την ανάπτυξη καινοτόμων εφαρμογών και την ενίσχυση της τεχνολογικής υπεροχής της Ευρώπης στον τομέα των τηλεπικοινωνιών.
Η ιδέα και η καινοτομία
Η ταχύτατη αύξηση των απαιτήσεων στα μελλοντικά δίκτυα 6G, σε συνδυασμό με την πολυπλοκότητα των δυναμικών ασύρματων περιβαλλόντων, καθιστούν αναγκαία την ανάπτυξη τεχνολογιών επικοινωνίας που είναι ευέλικτες και προσαρμόζονται σε πραγματικό χρόνο. Σε αυτό το πλαίσιο, οι συστοιχίες ρευστών κεραιών (Fluid Antenna Systems – FAS) προτείνονται ως μια πολλά υποσχόμενη λύση, καθώς επιτρέπουν τη δυναμική μεταβολή της φυσικής θέσης των κεραιών με στόχο τη βελτιστοποίηση της ποιότητας του καναλιού και της συνολικής απόδοσης του συστήματος. Οι FAS βασίζονται σε αγώγιμα μεταλλικά υγρά που αλλάζουν θέση και σχήμα εντός ειδικών διατάξεων, προσφέροντας ασυνήθιστα υψηλό βαθμό ελέγχου και επαναδιαμόρφωσης του ασύρματου καναλιού.
Η εύρεση της βέλτιστης διάταξης των κεραιών, ιδίως σε αρχιτεκτονικές πολλαπλών εισόδων και εξόδων (MIMO), αποτελεί ένα σύνθετο συνδυαστικό πρόβλημα βελτιστοποίησης. Το έργο QUARTO επιχειρεί να δώσει λύση σε αυτή την πρόκληση αξιοποιώντας τεχνικές κβαντικής ανίχνευσης (Quantum Annealing), με χρήση πραγματικών κβαντικών υπολογιστών όπως ο D-WAVE, καθώς και κβαντο-εμπνευσμένων αλγορίθμων που μπορούν να υλοποιηθούν και σε συμβατικά υπολογιστικά συστήματα. Βασιζόμενο στο θεωρητικό υπόβαθρο που αναπτύχθηκε στο πλαίσιο του ERC Consolidator Grant APOLLO, το QUARTO επεκτείνει και επικυρώνει πειραματικά το μαθηματικό μοντέλο για εφαρμογές μεγαλύτερης κλίμακας, ενώ διερευνά ταυτόχρονα τεχνολογικές και εμπορικές διαδρομές αξιοποίησης.
Το έργο φέρνει στο προσκήνιο νέες δυνατότητες ενσωμάτωσης της κβαντικής βελτιστοποίησης στις αρχιτεκτονικές των μελλοντικών δικτύων, ανοίγοντας τον δρόμο για καινοτόμα προϊόντα, βελτιωμένη ενεργειακή αποδοτικότητα και αυξημένη αξιοπιστία στις ασύρματες επικοινωνίες. Καθώς οι συμβατικές αρχιτεκτονικές πυριτίου φτάνουν στα φυσικά και τεχνολογικά τους όρια, η αξιοποίηση εναλλακτικών υπολογιστικών παραδειγμάτων —όπως οι κβαντικοί υπολογιστές— καθίσταται καθοριστική για την εξέλιξη των τηλεπικοινωνιακών τεχνολογιών αιχμής. Η βασική φιλοσοφία του QUARTO είναι η ενσωμάτωση του προβλήματος βελτιστοποίησης στη φυσική δυναμική υπολογιστικών συστημάτων που εξελίσσονται προς τη βέλτιστη λύση, όπως συμβαίνει στην κβαντική ανίχνευση.
Οι βασικοί άξονες του έργου περιλαμβάνουν:
• Την πιλοτική αξιολόγηση και πειραματική επιβεβαίωση προηγμένων αλγορίθμων διαμόρφωσης FAS με τη χρήση πραγματικών κβαντικών υπολογιστών
• Την ανάπτυξη τεχνικών προεπεξεργασίας που ενισχύουν την ακρίβεια, τη σταθερότητα και την υπολογιστική αποδοτικότητα των λύσεων, τόσο σε κβαντικά όσο και σε συμβατικά περιβάλλοντα.
Το Εργαστήριο ΙΡΙΔΑ(https://www.ucy.ac.cy/iridacentre/)
Το Ερευνητικό Εργαστήριο Ασύρματων Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων ΙΡΙΔΑ ιδρύθηκε το 2018 στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Κύπρου, με χρηματοδότηση από το Ίδρυμα Έρευνας και Καινοτομίας (ΙδΕΚ), στο πλαίσιο του ανταγωνιστικού προγράμματος “New Strategic Infrastructure units”. Το εργαστήριο επικεντρώνεται στην έρευνα αιχμής στους τομείς των δικτύων 5G/6G, των συστημάτων πολλαπλών κεραιών, της ασύρματης μεταφοράς ενέργειας, των έξυπνων επαναπρογραμματιζόμενων επιφανειών και των κβαντικών τεχνολογιών. Η ερευνητική ομάδα του εργαστηρίου απαρτίζεται από 15 ερευνητές και έχει εξασφαλίσει χρηματοδοτήσεις που υπερβαίνουν τα 7 εκατομμύρια ευρώ.
Το πρόγραμμα ERC Proof of Concept απευθύνεται σε ερευνητές που υλοποιούν ή έχουν πρόσφατα ολοκληρώσει έργα χρηματοδοτούμενα από το ERC (Starting, Consolidator, Advanced, ή Synergy Grants). Με επιχορήγηση ύψους 150.000 ευρώ, το πρόγραμμα δίνει τη δυνατότητα διερεύνησης της εμπορικής αξιοποίησης μιας ερευνητικής ιδέας, ενισχύοντας τη σύνδεση μεταξύ αριστείας στην έρευνα και καινοτομίας στην αγορά. Η επιχορήγηση του έργου QUARTO αποτελεί τη δεύτερη ERC PoC που λαμβάνει το εργαστήριο IRIDA, γεγονός που αναδεικνύει την ποιότητα της ερευνητικής του δραστηριότητας.
Η νέα χρηματοδότηση από το ERC επιβεβαιώνει τη μεθοδική επένδυση του Πανεπιστημίου Κύπρου στη σύνδεση έρευνας και καινοτομίας, εδραιώνοντάς το ως σημείο αναφοράς στις τεχνολογίες 6G και στις εφαρμογές κβαντικής υπολογιστικής
