Polska na czele rewolucji technologii kwantowych

O badaniach, politykach publicznych dotyczących technologii kwantowych i działalności sieci QuantERA mówią Sylwia Kostka z Narodowego Centrum Nauki i prof. Konrad Banaszek, koordynatorzy inicjatywy.

Czym jest program QuantERA?

Sylwia Kostka: To może na początku trochę historii. Kiedy powołano Narodowe Centrum Nauki w 2011 r., współpraca międzynarodowa w zakresie technologii kwantowych nie była jeszcze dobrze rozwinięta. Pewnego dnia zadzwonił do nas prof. Konrad Banaszek – powiedział, że wrócił z Oksfordu, gdzie współpracował z zagranicznymi ośrodkami naukowymi w tym obszarze. Wspominając o silnym środowisku badawczym w naszym kraju, prof. Banaszek zasygnalizował potrzebę stworzenia międzynarodowego programu kwantowego, który moglibyśmy koordynować.

Polska nigdy wcześniej nie zarządzała dużymi przedsięwzięciami europejskimi typu ERA-NET i w NCN uznaliśmy, że to doskonały moment na podjęcie takiego wyzwania. Po raz pierwszy koordynatorem miał zostać też jeden z nowych krajów członkowskich UE. I tak w 2016 r. utworzyliśmy QuantERĘ, międzynarodową sieć wspierającą rozwój technologii kwantowych. Obecnie QuantERA łączy 41 agencji finansujących badania z 31 państw, a wartość programu to 122 miliony euro, z czego blisko 27 milionów to granty z Komisji Europejskiej. Do tej pory w konkursach nagrodziliśmy już ponad sto projektów, realizowanych przez 541 grup badawczych.

Co się zmieniło przez osiem lat funkcjonowania QuantERY?

Sylwia Kostka: W 2016 r. tematy kwantowe dopiero zaczynały wzbudzać zainteresowanie. Obecnie stanowią one obok sztucznej inteligencji priorytet naukowy i technologiczny na całym świecie. Wiele państw ma już własne strategie rozwoju i implementacji technologii kwantowych. My w Polsce takiej strategii jeszcze nie mamy, a jest ona coraz bardziej potrzebna.

QuantERA pozostaje w dalszym ciągu jedynym programem paneuropejskim, który łączy wszystkich badaczy ze środowiska technologii kwantowych – to ludzie w pełni oddani nauce, zdeterminowani, chętni do współpracy. Co więcej, inicjatywa promuje jeszcze element kluczowy dla naszego regionu geopolitycznego, to jest widening policy. Dążymy do jak największego zaangażowania w projekty tzw. nowych członków UE.

Prof. Konrad Banaszek, QuantERA Strategic Conference, Kraków 2022 | Foto: Błażej Górczyński

Skąd inspiracja do zaangażowania się w tego rodzaju przedsięwzięcie?

Prof. Konrad Banaszek: W zasadzie wzięła się z bardzo wysokiej jakości badań prowadzonych w Polsce w zakresie fizyki i optyki kwantowej, z czego znani jesteśmy od lat 70. Z oczywistych powodów były to badania teoretyczne. Sytuacja zaczęła się zmieniać w latach 90., kiedy to pojawiły się środki na infrastrukturę badawczą i można było stworzyć laboratoria z nowoczesną aparaturą. Wtedy Polska zaczęła bardzo szybko doganiać świat, jeśli chodzi o prace eksperymentalne. Nasze grupy badawcze zaczęły być zapraszane do konsorcjów europejskich, które startowały w konkursach organizowanych w ramach europejskich programów ramowych.

Obszar technologii kwantowych jest bardzo interdyscyplinarny. Do prowadzenia badań często konieczna jest również współpraca z innymi zagranicznymi ośrodkami. To była dobra przestrzeń, by stworzyć wspólny transeuropejski program finansowania badań. Jednak do takiego przedsięwzięcia potrzebny był koordynator. Narodowe Centrum Nauki działało od kilku lat, miało bardzo profesjonalny i pełen entuzjazmu zespół. Dlaczego więc nie NCN? Koordynowanie programu QuantERA pomogło nawiązać znakomite kontakty, co ułatwiło NCN prowadzenie kolejnych inicjatyw, niekoniecznie tych z dziedziny technologii kwantowych. A polscy naukowcy w kolejnych konkursach QuantERY radzili i radzą sobie znakomicie. W każdej edycji wnioski przygotowane z udziałem naszych zespołów badawczych plasują się są wśród najlepszych. Liderem są Niemcy, potem Francuzi, a zaraz po nich my.

Jaka jest w tej chwili rola Polski jako ośrodka rozwoju technologii kwantowych?

Prof. Konrad Banaszek: Jeżeli chodzi o badania naukowe, to cały czas są na znakomitym poziomie. Muszę jednak poczynić dwie uwagi. Po pierwsze w Polsce nie ma w zasadzie żadnych znaczących krajowych instrumentów finansowania, które byłyby przeznaczone specjalnie dla technologii kwantowych. Te badania są prowadzone dzięki temu, że naukowcy zajmujący się technologiami kwantowymi wygrywają w otwartych konkursach ogólnych. Po prostu – są bardzo dobrzy.

Druga uwaga: obecnie liczą się nie tylko badania fundamentalne, lecz także ich wykorzystanie i doprowadzenie do zbudowania sektora wysokich technologii. Tutaj potrzebne są skoordynowane działania ze strony państwa, by osiągnięcia polskich badaczy nie wędrowały za granicę i nie były tam komercjalizowane.

Sylwia Kostka: To, czego brakuje, jest tak naprawdę kwestią decyzji politycznej. U nas dopiero rodzi się świadomość tego, o jak ważnej sprawie mówimy. W USA istnieje specjalny program kwantowy, który został poparty zdecydowaną większością przez Senat i Izbę Reprezentantów. Rozwój technologii kwantowych znajduje się wśród najważniejszych priorytetów dla tego kraju. To samo w Chinach, Japonii, Singapurze, nie mówiąc już o naszych europejskich partnerach. Mam takie poczucie, że w Polsce udało nam się zbudować wielki program o zasięgu europejskim, lecz my sami nie ustaliliśmy, w jaki sposób chcielibyśmy z niego skorzystać. Rozwój nowych technologii jest błyskawiczny – musimy szybko określić trajektorię kolejnych działań, do czego strategia narodowa jest po prostu niezbędna.

W grudniu 2023 r. 15 państw członkowskich UE zawiązało Quantum Pact, podpisując Europejską Deklarację Technologii Kwantowych. Sygnatariusze porozumienia zwrócili uwagę na strategiczne znaczenie technologii kwantowych dla konkurencyjności naukowej i przemysłowej Europy. Zobowiązali się oni także do prac na rzecz uczynienia naszego kontynentu dominującym regionem w tym zakresie. Polska do Quantum Pact dołączyła w marcu 2024 r., zajmując tym samym miejsce wśród krajów takich jak Niemcy, Francja czy Holandia. Teraz naszą rolę i naszą strategię musimy uregulować także na stopniu krajowym.

Co dałoby nam opracowanie strategii narodowej?

Prof. Konrad Banaszek: Nie znam kraju europejskiego, w którym badania byłyby finansowane głównie z programów unijnych. Wsparcie prac badawczo-rozwojowych powinno bazować na stabilnym rdzeniu, jakim jest program krajowy. Jeżeli ustalimy przemyślaną strategię, zidentyfikujemy silne strony naszej społeczności naukowej oraz zdefiniujemy, gdzie możemy być konkurencyjni na arenie międzynarodowej, to docelowo mamy szansę osiągnąć mierzalny efekt w postaci rozbudowania sektora zaawansowanych technologii w Polsce. Wierzę, że jeżeli za słowami na papierze pójdą działania, to skutki będą wymierne.

Sylwia Kostka, QuantERA Strategic Conference, Kraków 2022 | Foto: Błażej Górczyński

Jakie są najciekawsze projekty badawcze prowadzone w Polsce?

Prof. Konrad Banaszek: Mamy ciekawe rozwiązania z zakresu komunikacji kwantowej, w których chodzi o to, żeby zabezpieczyć łączność nawet przed najbardziej wyrafinowanymi metodami podsłuchu. Prowadzimy również bardzo nowatorskie badania z zakresu sensorów i metrologii kwantowej. Na Uniwersytecie Mikołaja Kopernika w Toruniu został zbudowany polski optyczny zegar atomowy. Tworzymy także nowe generacje sensorów kwantowych, które oparte są na tzw. atomach rydbergowskich. Polska staje się też ważnym dostawcą zaawansowanej elektroniki dla komputerów kwantowych. Nie jest to oczywiście wyczerpująca lista naszych przedsięwzięć naukowych.

Sylwia Kostka: Technologia cały czas się rozwija, a my musimy dotrzymać jej kroku. Oczywiście społeczeństwo ma pełne prawo powiedzieć: „sprawdzam”. W końcu to my, obywatele, finansujemy badania i powinniśmy wiedzieć, w jaki sposób będziemy mogli korzystać z odkryć naukowych. W przypadku technologii kwantowych mamy – lub będziemy mieć – szereg zastosowań, od diagnostyki medycznej po najbezpieczniejsze metody komunikacji. Ważne też, aby przedstawić te perspektywy w sposób przystępny. Wówczas projekty naukowe będą czytelne dla społeczeństwa.

Co jest jeszcze potrzebne polskim ośrodkom naukowym?

Prof. Konrad Banaszek: Barierą są kadry. Potrzebujemy wykształconych ludzi, którzy będą w stanie zarówno prowadzić badania naukowe, jak również pracować w przedsiębiorstwach z sektora wysokich technologii, zwłaszcza w działach badawczo-rozwojowych. Powinniśmy stworzyć mechanizmy zachęcające młodych ludzi, aby wybierali kierunki związane z matematyką, naukami ścisłymi oraz technicznymi. Żeby była to dla nich atrakcyjna opcja nauki, pracy i kariery.

Sylwia Kostka: Kolejne wyzwanie to budowanie świadomości, że technologie kwantowe są sprawą ważną na poziomie politycznym. Dlatego jako QuantERA prowadzimy analizy polityk publicznych w Europie i monitorujemy, co wydarzyło się w tym obszarze. Czy wprowadzono jakąś strategię, czy zainicjowano nowe priorytety, w jaki sposób komercjalizuje się badania, gdzie są najmocniejsze ośrodki. Nasze spostrzeżenia zawarliśmy w raporcie dla UE, pierwszym dokumencie, który jasno pokazuje, jak szybko rozwija się ta dziedzina badań.

Chciałabym jeszcze zwrócić uwagę na kilka innych aspektów. Mocno angażujemy się w promowanie kobiet, fizyczek kwantowych. Dlatego zawsze staramy się, by jak najwięcej kobiet uczestniczyło w naszych przedsięwzięciach. Ważne jest zachęcenie kolejnych pokoleń do kariery naukowej.

Zależy nam także na współpracy ze światowej klasy specjalistami. W Radzie Naukowej QuantERY zasiada noblista Alain Aspect, a dwóch innych – profesor Serge Haroche z Francji i profesor Anton Zeilinger z Austrii – wzięło czynny udział w przygotowanych przez nas wydarzeniach. W przyszłym roku planujemy zorganizować w Polsce konferencję pod egidą prezydencji Polski w Radzie Unii Europejskiej. Wezmą w niej udział czołowi badacze i interesariusze w dziedzinie technologii kwantowych. Mamy nadzieję, że będzie to doskonała okazja do przedstawienia polskiej strategii kwantowej.

Prof. Konrad Banaszek: Polscy badacze wnieśli kluczowy wkład w rozwój technologii kwantowych jako dziedziny badań. Koordynowany przez Narodowe Centrum Nauki program QuantERA stał się bardzo skuteczną platformą do stymulowania współpracy na poziomie europejskim. Daje to nam szansę, aby Polska przekuła ten potencjał w znaczące korzyści gospodarcze.

Materiał Promocyjny