Az információs technológia napjainkban is tapasztalható rohamléptékű fejlődése fundamentális hatással bír mindennapi életünkre. A kommunikáció alapjául szolgáló információ feldolgozását, tárolását és továbbítását végző fizikai rendszerekben hatékonyabb, gyorsabb, pontosabb, érzékenyebb és biztonságosabb módszerek kifejlesztésére törekednek a kutatók, amelyhez a kvantumtechnológia jelenségeit használják fel.

A szakemberek a kommunikációban, a számítás- és információs technológiákban, a méréstechnológiákban, sőt még az orvosi diagnosztika terén is ugrásszerű fejlődésre számítanak a közeljövőben a speciális kvantumfizikai jelenségek, a kvantumos szuperpozíciók és összefonódások vizsgálatának eredményeként – összegezte a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem.

A kvantumtechnológia európai szintű jelentőségét fejezi ki, hogy az EU előbb a Horizont 2020 keretprogramban elindította, majd a 2027-ig tartó Horizont Európa keretében folytatja a Quantum Technologies Flagship nevű zászlóshajó projektet. A kezdeményezés egyik célja egy kvantuminformatikán alapuló páneurópai infrastruktúra-hálózat megalapítása, ezen belül is a kvantuminformációt továbbítani képes kvantuminternetes hálózat és európai kvantumszámítógépek létrehozása.

Ehhez a területhez való aktív kapcsolódásra is lehetőséget nyújt a BME részvételével megalapított Kvantuminformatika Nemzeti Laboratórium. A konzorcium a Wigner Fizikai Kutatóintézet vezetésével jött létre, a szakmai munkában részt vesz a BME Természettudományi Kara (TTK) Fizikai Intézete és Matematika Intézete, a Villamosmérnöki és Informatikai Kar (VIK) Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszéke és a Számítástudományi és Információelméleti Tanszéke, az ELTE Informatikai Kara és az ELTE Természettudományi Kara. A kezdeményezés szakmai vezetője Imre Sándor, a BME VIK oktató-kutatója.

A konzorcium ötéves stratégiai programot állított fel, amelynek a finanszírozását a magyar kormány támogatja. A kvantuminformatika laboratóriumban végzett szakmai munka három fő pilléren alapul:

• egy kvantumkommunikációs hálózat kiépítése;

• a kvantuminformatika elemi építőköveinek megvalósítása és a kvantuminformatikai rendszerekhez szükséges információt hordozó és információt tároló egységek kifejlesztése;

• kvantumszámítások és kvantumrendszerek szimulációja, ami a különböző erőforrások kvantuminformációs alapjainak, architektúrájának megteremtését jelenti, demonstrálva azt is, hogy ezek az eljárások miben hatékonyabbak a jelenleg ismert, hagyományos információtárolási és -közlési módszereknél.

Aktuális vizsgálataikban a többi között olyan fizikai rendszert fejlesztenek, amellyel kvantuminformáció konvertálható telekommunikációs hullámhosszú és optikai hullámhosszú fotonok között. Információ tárolására alkalmas mágneses skyrmionokat keltenek és manipulálnak, illetve a mesterséges intelligencia hardverszintű megvalósításához intelligens hálózatokat fejlesztenek, és új kvantumbit-platformot, félvezető-szupravezető hibrideken alapuló ún. Andreev-qubitet (AQB) hoznak létre.

Terveik között szerepel a többi között olyan eljárások kidolgozása, amelyek alkalmasak a nemzetközi piacon elérhető, felhőn keresztül programozható kvantumszámítógép-prototípusok minősítésére, ezen túl hatékony algoritmusokat hoznak létre a kvantumrendszerek szimulációjához is.