„A mi kutatásaink olyan területekre koncentrálnak, amelyek nincsenek messze az alkalmazástól, vagy egészen közel állnak hozzá. Ilyen a nanotechnológia, a kvantumtechnológia, az optika, a kvantumoptika, a statisztikus fizika, a kvantumstatisztikus fizika, a számítógépes adatelemzés vagy az adattudomány” – fogalmazott Zaránd Gergely. A BME Kvantuminformatika Nemzeti Laboratóriumának Természettudományi kari vezetőjével, a BME Fizikai Intézetének igazgatójával beszélgettünk, aki azóta a BME tudományos rektorhelyettese is.
Ez a cikk eredetileg az UNI in&out 2025-ös számában jelent meg.
A kvantummechanikát aktívan alkalmazó új technológiákat nevezzük kvantumtechnológiának. Idetartozik a kvantumérzékelés, a kvantumkommunikáció és persze a kvantumszámítógépek.
A kvantumkommunikáció és a kvantumszámítások „motorja” az úgynevezett „kvantumos összefonódás”. Ez azt jelenti, hogy egymástól távoli objektumok is egy olyan kvantumos állapotba tudnak kerülni, amikor „tudnak” egymásról. Ha az egyikkel történik valami, akkor a másikkal is azonnal történni fog valami. Ez olyasféle, mint egy távolhatás, ami nehezen fogható föl az ember számára. Az úgynevezett kvantumteleportáció pont erre épül: szét kell osztani egy összefont kvantumbitpárt, és ennek segítségével lehetséges információt teleportálni egyik helyről a másikra. Ez egy olyan meglepő tulajdonsága a kvantummechanikának, amit eredetileg Einstein is ellentmondásosnak tartott. Amellett érvelt, hogy ez nem lehetséges, de a kísérletek végül azt mutatták, hogy Einsteinnek nem volt igaza.
A kvantumtechnológia itt van körülöttünk, minden nap használja szinte mindenki, csak nem tud róla: a GPS-műholdak például egy atomórát használnak, tehát egy nagyon nagy pontosságú időmérő van bennük, ami egy kvantumtechnológiai eszköz. Ezt használjuk ahhoz, hogy mondjuk a Google Mapsen megtaláljuk a helyünket, amikor utazunk.
A kvantumtechnológia ma olyan eredményeket és megoldásokat hoz, amelyeket évekkel ezelőtt még nem is tudtunk elképzelni: ma Kínának
több ezer kilométeres kvantumkommunikációs hálózata van, és épül az európai kvantuminternet, az európai kvantumszámítógép, amiben mi is részt veszünk a Kvantuminformatika Nemzeti Laboratórium keretei között. Ma a kutatások egyik legizgalmasabb iránya, hogy a kvantumszámítógépek hogyan tudnak a leghatékonyabban működni, és milyen fizikai megvalósítási formában, platformon.
Kvantumtechnológiai képzés Magyarországon jelenleg a Műegyetemen folyik. A tavaly indult angol nyelvű fizikus-mérnök képzésünk Nanotechnológia és kvantumalkalmazások specializációja már a kvantumtechnológiai fejlesztésekre is felkészít. Emellett persze a nukleáris technológia, a fenntartható energetika vagy az adatelemzés az adattudomány területén is specializálódhatnak a fizikus-mérnök hallgatók, olyan területeken, ahol nagy az ipari kereslet.
Különleges, hogy műszaki környezetben vagyunk, emiatt a kutatási tevékenységünk is olyan területekre koncentrál, amelyek nincsenek messze az alkalmazástól, vagy pedig közel állnak hozzá. Ilyen a nano-, a kvantumtechnológia, az optika, a kvantumoptika, a statisztikus fizika, a kvantumstatisztikus fizika és az adattudomány, ezek dominálnak a kutatásainkban.
A mi intézetünknek fókusza még erőteljesen felfedező kutatás, a kutatásainknak a kétharmada, háromnegyede ebbe az irányba mutat, és durván az egynegyede az, amely kifejezetten alkalmazott vagy alkalmazásorientált kutatás. Itt gyakran ipari partnerekkel együtt dolgozunk. Kiemelt partnereink a Semilab, a Bosch, a 77 Elektronika, de sok más innovációra építő céggel van együttműködésünk. Magyarországon a vállalatok egyelőre nagyon nehezen finanszíroznak egyetemi kutatásokat. Sokkal nagyobb együttműködési hajlandóság van az oktatás területén. Nagy igény van jól képzett fizikusokra, fizikus-mérnökökre: azt tapasztaljuk, hogy nagyon keresettek a mi végzett hallgatóink, kifejezetten ipari partnerek kerestek meg bennünket, hogy indítsuk el a fizikus-mérnök képzést.
A természettudomány szerintem nagyon izgalmas: azt próbálja megérteni, hogy hogyan és milyen törvények mozgatják a körülöttünk lévő világot. És ha megértettük ezeket a törvényeket, akkor használni tudjuk őket, és irányítani a segítségükkel, hasznosítani őket. Mi azt tapasztaljuk, hogy a lányok ugyanolyan jól, egyes területeken pedig még jobban is teljesítenek mint a fiúk, tehát jöjjön bátran, akit érdekel a fizika és a matematika. Nagyon jó, hogy egyre több lány választja ezt az irányt!
Azonnal nagyon jó karrierutat és komoly fizetést kapnak a frissen végzettek. Ez inkább számunkra gond, mert több doktoranduszra volna szükség, olyan fiatalra, aki bent marad a felsőoktatásban, és az egyetemi felfedező kutatásokban, de olyan nagy az ipari igény, hogy az ipari fizetésekkel nehéz versenyeznünk.