- Zagadnienia fizyki kwantowej i technologii kwantowych są sytuowane wśród największych współczesnych naukowych wyzwań. To bardzo dobry czas na tego typu ambitne inicjatywy badawcze, gdyż obecnie technologiami kwantowymi interesują się nie tylko naukowcy, ale także rządy i duże komercyjne przedsiębiorstwa, takie jak IBM, Google czy Microsoft. W niedługiej przyszłości badania te mogą przynieść ogromne korzyści gospodarcze – mówi prof. dr hab. Paweł Horodecki, kierujący grupą badawczą zajmującą się zasobami kwantowymi w ramach Międzynarodowego Centrum Teorii Technologii Kwantowych[1] (International Centre for Theory of Quantum Technologies, ICTQT).

Teoria kwantów została odgadnięta w 1925 roku i dzięki niej zrozumieliśmy czym są wiązania chemiczne. Teoria kwantowa pozwoliła na stworzenie tranzystora - podstawowego elementu każdego współczesnego urządzenia elektronicznego; lasera czy ultra-czułych detektorów wykorzystywanych w teleskopach badawczych i… kamerach w naszych telefonach; nuklearny rezonans magnetyczny jest powszechnie wykorzystywany w medycynie. - Wszystko to wykorzystuje duże zespoły układów kwantowych, zawierające przynajmniej 1 000 000 000 000 atomów, lasery wypluwają niewyobrażalną liczbę fotonów w ułamku sekundy. To była i jest pierwsza technologiczna rewolucja kwantowa – prof. dr hab. Marek Żukowski, dyrektor ICTQT i lider jednej z grup badawczych.

Technologie kwantowe tzw. drugiej generacji jeszcze do niedawna pozostawały głównie w sferze rozważań czysto akademickich. W ostatnich latach obserwujemy jednak gwałtowny rozwój technik eksperymentalnych, dzięki którym możemy kontrolować efekty kwantowe na poziomie nawet pojedynczych atomów. Pociąga to za sobą opracowywanie nowatorskich zastosowań i produktów opartych na subtelnych efektach kwantowych oraz coraz większe zainteresowanie ze strony biznesu. – „Przemysł kwantowy” powstaje na naszych oczach i wszystko wskazuje na to, że najbliższe lata będą przypominały okres rewolucji przemysłowej końca XIX, początku XX wieku i fundamentalnych zmian społecznych z tym związanych – wyjaśnia dr Marcin Górzny, kierownik Sekcji ds. Badań i Rozwoju w ICTQT.

Jak twierdzą naukowcy, inwestorzy prywatni, a także rządy zaczynają zdawać sobie sprawę, że jesteśmy w przededniu fundamentalnych zmian i obserwujemy bezprecedensowy wzrost inwestycji w rozwój technologii kwantowych na świecie i w Europie. Mamy w Polsce solidne zaplecze akademickie z dużymi osiągnięciami w budowaniu podwalin naukowych pod rozwój technologii kwantowych. W Polsce zaczęto się na poważnie zajmować korelacjami Bella (korelacje te są niewytłumaczalne na gruncie fizyki klasycznej i mają zastosowanie między innymi w kryptografii kwantowej) w 1987 roku i to właśnie na UG. Z racji tego wczesnego startu powstało wiele fundamentalnych prac dotyczących kwantowego splątania i kwantowej informacji. - Polska ma ogromny potencjał naukowy w dziedzinie mechaniki kwantowej, jednak aby odegrać ważną rolę w programie European Quantum Technologies Flagship[2], potrzebuje nowych placówek badawczych, skupiających się na technologiach kwantowych, dysponujących odpowiednimi funduszami, zdolnych zatrudnić najlepszych międzynarodowych specjalistów i szkolić nowe kadry na potrzeby nauki i przemysłu. Taką właśnie placówką jest Międzynarodowe Centrum Teorii Technologii Kwantowych – wyjaśnia prof. Marek Żukowski, dyrektor ICTQT. Stąd zrodziła się potrzeba stworzenia programu rozwoju takich technologii w Polsce. Trzeba wspomnieć, że technologie kwantowe to nie tylko komputery kwantowe (nieporównanie szybsze w obliczeniach niż dotychczas stosowane), ale całe mnóstwo innych technologii, które można rozwijać mniejszym kosztem: sensory, algorytmy czy rozwiązania z zakresu cyberbezpieczeństwa.

Dlatego też środowisko naukowe zajmujące się badaniami kwantowymi w Polsce sformułowało list intencyjny w sprawie koordynacji działań na rzecz rozwoju badań i technologii kwantowych w Polsce. Wśród zaangażowanych w projekt uczelni znalazły się: Uniwersytet Warszawski, Uniwersytet Gdański, Centrum Fizyki Teoretycznej PAN, Uniwersytet Jagielloński, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Politechnika Wrocławska oraz Instytut Fizyki PAN.

- Polska ma dobrą pozycję wyjściową w badaniach kwantowych. Wzorem innych państw europejskich, konieczne jest jednak jak najszybsze opracowanie i wdrożenie krajowego programu wspierania badań kwantowych, o stabilnym finasowaniu, pozwalającego na integrację wysiłków szeregu ośrodków. To ostatni moment na takie decyzje, „Świat” ucieka – ostrzega prof. dr hab. Marek Żukowski. Jego zdaniem, bez stabilnego, ukierunkowanego finansowania z budżetu, ICTQT nie przetrwa próby czasu, a Polska wypadnie z kwantowej „pierwszej ligi”. – Inwestycja w technologie kwantowe to unikalna szansa dla polskiej gospodarki. Jako środowisko sygnalizujemy, że mamy zaplecze intelektualne i podwaliny organizacyjne, żeby uczynić z technologii kwantowych ważną gałąź polskiej gospodarki. Szacuje się, że rynek technologii kwantowych do 2050 r. wart będzie 300 miliardów dolarów, musimy wziąć udział w podziale tego tortu. – tłumaczy dr Marcin Górzny.

ICTQT istnieje niespełna trzy lata. – Staramy się szukać rozwiązań, które zapewniłyby ciągłość temu przedsięwzięciu. Odnosimy sukcesy, udało nam stworzyć bardzo silny międzynarodowyzespół, mamy ambitne plany. Liczymy, że wspólnie z innymi jednostkami badawczymi uda nam się przekonać rządzących, że inwestycja w badania nad technologiami kwantowymi to inwestycja, która zwróci się wielokrotnie – podsumowuje prof. Marek Żukowski.

Przypomnijmy, że Międzynarodowe Centrum Teorii Technologii Kwantowych (International Centre for Theory of Quantum Technologies, ICTQT), utworzone zostało w strukturze UG jako jednostka wspólna UG oraz IQOQI-Vienna (Instytut Optyki Kwantowej i Informacji Kwantowej Austriackiej Akademii Nauk) i jest finansowane ze środków programu Międzynarodowe Agendy Badawcze, realizowanego przez Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, współfinansowanego przez Unię Europejską z funduszy Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014–2020, oś priorytetowa IV: Zwiększenie potencjału naukowo-badawczego (Działanie 4.3). Pięcioletni budżet jednostki to 35 000 000,00 zł.