Prof. Wojciech Wiślicki reprezentantem Polski w Radzie Doradczej CERN Quantum Technology Initiative

Prof. dr hab. Wojciech Wiślicki, Dyrektor Departamentu Badań Układów Złożonych NCBJ został nominowany przez reprezentantów Rady CERN na członka Rady Doradczej CERN QTI (Quantum Technology Initiative). Prof. Wiślicki, jako jeden z 22 członków Rady złożonej z ekspertów w dziedzinie technologii kwantowych, będzie wspólnie z Zespołem Kierowniczym Programu budował i prowadził zarówno krajowe, jak i międzynarodowe działania i współprace z zakresu technologii kwantowych.

Wraz z rozwojem wykorzystania efektów kwantowych w technologiach obliczeniowych, instytuty badawcze uruchamiają projekty mające wdrożyć takie technologie do swojej działalności badawczej, a w przyszłości do infrastruktury. Prowadzi to zarówno do rozwoju technologii kwantowych, jak również może usprawnić procesy badawcze w instytutach.

Jednym z instytutów badawczych, którego zainteresowanie technologiami obliczeń kwantowych mocno wzrosło w ostatnich latach, jest CERN. Od 2018 roku organizowane są warsztaty dotyczące użycia ich w badaniach z dziedziny fizyki wysokich energii (HEP), a we wrześniu 2020 roku utworzono CERN Quantum Technology Initiative.

14 października 2021 CERN QTI osiągnęła kolejny kamień milowy dzięki publikacji nowej strategii działań w obszarze Quantum Computing. Strategia zawiera plany na najbliższe 3 lata działalności, jak również średnio- i długoterminowe założenia badań i rozwoju oraz współprac międzynarodowych. Opisuje także strukturę zarządzającą oraz Radę Doradczą, składającą się z przedstawicieli 23 Państw Członkowskich CERNu.

Przez pierwszy rok istnienia, CERN QTI zdążyła już powołać do życia kolaboracje i projekty mające zbadać możliwości wykorzystania technologii kwantowych zarówno w fizyce wysokich energii, jak i w innych dziedzinach.

„Obecnie sprawdzany jest potencjał technologii kwantowych w czterech obszarach badań. ” – opisuje prof. Wiślicki – „Pierwszym z nich są algorytmy i obliczenia kwantowe. Dzięki wykorzystaniu efektów kwantowych, na przykład superpozycji qubitów, będących kwantowym odpowiednikiem bitów w dzisiejszych komputerach, możliwe będzie znaczne zmniejszenie złożoności obliczeniowej wielu klas problemów, takich jak problemy optymalizacyjne czy kombinatoryczne.

Następnym obszarem użycia obliczeń kwantowych jest przeprowadzanie dokładnych symulacji złożonych oddziaływań w układach wielu ciał. Tego typu symulacje mogą znaleźć wykorzystanie nie tylko w fizyce wysokich energii, lecz również w chemii czy badaniach fizycznych materii skondensowanej.

Pozostałe obszary, w których poszukujemy zastosowań technologii kwantowych to systemy detekcyjne, gdzie wykorzystanie efektów kwantowych może doprowadzić do powstawania nowych układów detektorów o wysokiej czułości, a także systemy komunikacji kwantowej i sieci kwantowe, mające znaleźć zastosowania m. in. w synchronizacji zegarów czułych urządzeń badawczych, źródłach fotonowych czy technologii laserowej. Technologie kwantowe powinny też poprawić bezpieczeństwo komunikacji, co ma szczególnie duże znaczenie dla ochrony własności, poufności danych osobistych i przemysłowych oraz dla dobrego funkcjonowania państwa. ”

Gromadzone przez wiele lat doświadczenia CERNu w badaniach naukowych, a także charakter organizacji nastawionej na współprace międzynarodowe sprawia, że CERN QTI może mieć znaczny udział w rozwoju technologii kwantowych zarówno w fizyce wysokich energii, jak i w innych obszarach nauki w ciągu najbliższych kilku lat. Szczególne znaczenie będzie miało uruchomienie komputerów kwantowych, gdzie wszystkie śmiałe koncepcje fizyków zostaną sprawdzone doświadczalnie. To dopiero pozwoli na tworzenie przełomowych technologii.

Więcej informacji o CERN QTI znajduje się na stronie https://quantum.cern/