Der Large Hadron Collider (LHC), der größte und leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger der Welt, befindet sich am CERN an der Grenze zwischen der Schweiz und Frankreich. Seit diesem Jahr ist Estland Vollmitglied des CERN, wodurch sich unsere Möglichkeiten in der Entwicklung von Wissenschaft, Technologie und Unternehmertum erweitert haben. Das CERN ist ein führendes Forschungszentrum für Teilchenphysik. Es ist eines der wenigen Innovationszentren und -richtungen, in denen Europa weltweit wettbewerbsfähig ist.
Im LHC kollidieren Protonen Millionen Mal pro Sekunde. Jede Kollision erzeugt Hunderttausende von Teilchen, die Informationen über die Naturgesetze bei sehr hohen Energien oder in den frühesten Stadien der Entwicklung des Universums tragen. Im Jahr 2012 wurde am CERN ein völlig neuer Teilchentyp entdeckt - das spinlose Higgs-Boson, das anderen Teilchen Masse verleiht. Diese Entdeckungen geschehen nicht von selbst: Jeder Durchbruch erfordert die Verarbeitung riesiger Datenmengen. LHC-Detektoren registrieren Millionen von Kollisionen pro Sekunde, so dass täglich Petabytes an Daten generiert werden, die sorgfältig analysiert werden müssen. Eine solche Datenanalyse wird aus zwei Gründen immer komplexer. Erstens erhöhen die laufenden Upgrades des LHC die Datenströme ständig. Außerdem erfordert die Suche nach neuen Teilchen und Phänomenen eine genauere Analyse, um seltene Ereignisse von gewöhnlichen Ereignissen zu unterscheiden. Die aktuellen Computersysteme stoßen an ihre Grenzen, wenn die Komplexität dieser Aufgabe wächst.
Hier könnten in Zukunft Quantencomputer zur Rettung kommen, die bestimmte Aufgaben exponentiell besser und schneller lösen können als ein herkömmlicher Computer. Beispielsweise ist es bei der Analyse von Teilchenphysikdaten schwierig, Teilchen zu rekonstruieren, schwache Signale vom Hintergrundrauschen zu trennen und Vorhersagen auf der Grundlage der aktuellen Naturgesetze zu treffen oder künstliche Daten zu simulieren. Quantencomputer können klassische Algorithmen, die heute verwendet werden und auf Kombinatorik, Optimierung oder maschinellem Lernen basieren, oft schneller lösen.