SAJTÓKÖZLEMÉNY

                                                                                                       

Az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont vezetésével a Magyarországon kvantumtechnológiai kutatásokat végzőket összefogó, erre a célra létrejött konzorcium, a HunQuTech kvantumtechnológiai projektet indít.                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

A konzorcium tagjai:

MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont (konzorciumvezető),

BME TTK, Fizikai Intézet,

BME VIK, Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék,

BME VIK, Egyesült Innovációs és Tudásközpont,

ELTE TTK Fizikai Intézet, Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

MTA EK Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet, Mikrotechnológiai Osztály

BHE Bonn Hungary,

Ericsson Magyarország,

Femtonics,

Nokia Bell Labs.

A projekt célja egy Magyarországon fejlesztett és épített kvantumtitkosító rendszer mellett, hogy megerősödjenek azok a kutatások és technológiák, amelyek a kvantumtechnológiai ágazattal foglalkoznak.

A Kvantumbitek előállítása, megosztása és kvantuminformációs hálózatok fejlesztése" című projektet a Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Alap négy éven keresztül 3.5 milliárd forinttal támogatja a Nemzeti Kiválósági Program, Nemzeti Kvantumtechnológia Alprogram keretében, melyet 2017-ben hírdetett meg.

A HunQuTech célja, hogy a projekt keretében a következő négy évben létrehozzon:

-Egyfoton forrást, amely a kvantummechanika elvei által garantált biztonságos kommunikációhoz szükséges. Az egyfoton forrást ionadalékolt nanokristályokkal, illetve színcentrum ponthibát tartalmazó félvezető kristályokban hozzuk létre.

-Összefonódott fotonpár-forrást. Ezt terveink szerint parametrikus legerjesztéssel működik majd. Az építendő eszközben egy kettőstörő kristályt erős lézerfény világít meg, a kristály a lézer nagyenergiás fotonjainak egy kis részét összefonódott fotonpárokká alakítja, ezek jól  meghatározott irányok mentén lépnek ki a kristályból.

-Kvantumkommunikációs  rendszert, úgy szabad térben, mind optikai kábelen keresztül.

-Különböző fizikai elveken alapuló kvantummemóriákat, amik elemi építőkövei lehetnek a kvantummechanikában rejlő számítási lehetőségeket kiaknázó jövendőbeli eszközöknek (csapdázott rubídium atomok hiperfinom elektronállapotaiban, ill. magspinben).

- Egybites kvantumlogikai kapukat  (pl. mikrohullámú terekkel atomokban, ill. elektronspinen)

-Kétbites kvantumlogikai kapukat (pl. szupravezetőben elektronpárokra).

-A mágneses mezőt nagy térbeli felbontással mérő eszközt, ami az optikailag detektált mágneses rezonanciát használja. A kvantumtechnológia hozzájárul az érzékelés pontosságának nagyságrendekkel történő megjavításához.

- Új algoritmusokat a kvantumfizikai rendszerek hatékony szimulációjára. Ezekkel a kvantumtechnológiában használatos rendszerek modellezése mellett az anyagtudomány nagy nyitott kérdéseihez is kapcsolódunk, így pl. a magas hőmérsékletű szupravezetéshez.

A projekt végén, 2021-ben a kvantummechanika elvein alapuló titkosítással rendelkező kommunikációs csatornát valósítunk meg laboratóriumi körülmények között, és demonstráljuk ezen kvantumkommunikációs rendszer védettségét támadások ellen.

A kvantumtechnológiai fejlesztési potenciál eléréséhez a meglévő laboratóriumi kapacitás jelentős bővítését végezzük el.

A projekt során közösen építjük meg a kvantumbitek mikrohullámú, illetve lézeres manipulációját lehetővé tevő kiterjesztéseket, és a kvantumkommunikációhoz szükséges fotonikai eszközöket.

A projekt tevékenységeiben a kvantumtechnológia mind a négy pillére megjelenik, amelyeket a terület vezető kutatói egy részletes tanulmányban, a Quantum Manifesto-ban (http://qurope.eu/manifesto) határoztak meg, és amelyet átvett az EU H2020 Quantum Technologies Flagship program is.

A kvantummechanika törvényein alapuló technológiák forradalmian új megoldásokat fognak hozni a mérés- és érzékeléstechnikában, az informatikában és a kommunikációban a következő években. Az előző évszázadban az emberiség felfedezte az anyagi világot az atomi méretskálán uraló kvantummechanikát.  Most, és az előttünk álló években a kutatók szerte a világban, ahogy a konzorciumunk tagjai is, már a technológiai lehetőségeket keresik a kvantummechikában az olyan különböző alkalmazásokhoz, mint biztonságos adatátvitel, az érzékelési pontosság elvi végső határáig működő szenzorok, fundamentálisan új számítási paradigmák.

Ezekben az alkalmazásokban a kvantumtechnológia ugrásszerű javulást hoz majd a kapacitás, a pontosság és a sebesség terén is. Az olyan  óriáscégek, mint például a Google, a Microsoft, az Intel, a Toshiba és az IBM is felismerték a kvantumtechnológiában rejlő potenciált, ezért a kvantumfizikai kutatásokat jelentős összegekkel támogatják.

Az Európai Unió 2018-ban elindított  új zászlóshajó programjának,  a Quantum Technology Flagshipnek pedig 1 milliárd euró lett előirányozva a következő 10 évre.

A Kvantumbitek előállítása, megosztása és kvantuminformációs hálózatok fejlesztése projekt mérföldkövei:


Az első mérföldkőig (2018) beszerezzük a tervezett kvantumtechnológiai kutatásokhoz szükséges mérőeszközöket és egyéb laborfelszereléseket. Új, nemzetközi szintű laboratóriumokat indítunk el, a meglévő laboratóriumok eszközparkját felfejlesztjük. Az eszközök egy részét külön specifikációk szerint legyártatjuk, más részét kutatókat kiszolgáló cégektől beszerezzük. Ezekből az alkatrészekből állítjuk majd össze azokat a kompakt, "table-top" kísérleti elrendezéseket, amelyek az elvárt pontosság, zajmentesség, illetve extrém működési tartományuk (pl. hőmérséklet, vákuum vagy mágneses tér) révén csúcstechnológiát képviselnek. Megtervezzük az egyedi kísérleti rendszereket, amelyeken a kereskedelmi forgalomban kapható eszközökön és összeállításokon túlmutató kutató-fejlesztő munkát is lehet folytatni. Az első munkaszakaszban megkezdjük a kvantumtechnológiai elméleti módszerek fejlesztését és a konkrét berendezéseken tervezett kísérletek előkészítését.


A második mérföldkőig (2019) beüzemeljük a beszerzett mérőeszközöket és egyedi gyártású készülékeket. Elvégezzük az eszközök specifikációjának a kvantumtechnológiai kísérletek által megkívánt nagy pontossághoz elengedhetetlenül szükséges tesztelését. Az eszközöket előkészítjük az egyedi kísérleti elrendezésekbe történő integrálásra.


A harmadik mérföldkőig (2020) elérendő legfontosabb lépés az összeállított berendezések hitelesítése nevezetes kvantumos kísérletek segítségével: Rabi-oszcillációval, Hanbury-Brown és Twiss interferometriával, Bell-egyenlőtlenség-sértés tesztekkel. Demonstráljuk, hogy valóban elértük a kvantumos tartományhoz szükséges pontosságot, egyben meg tudjuk mérni az adott kísérleti berendezésekre jellemző koherenciaidőt, ami a legfontosabb korlátozó paraméter a kvantumtechnológiai alkalmazásokban.
 

A negyedik, végső mérföldkő (2021) az új kvantumtechnológiai eszközök demonstrálása. A projekt utolsó munkaszakaszában megvalósítjuk a kvantummechanika elvein alapuló titkosítással rendelkező kommunikációs csatornát laboratóriumi körülmények között, és demonstráljuk ezen kvantumkommunikációs rendszer védettségét támadások ellen. A nanokristályban lévő ponthibákkal megvalósított kontrollált kvantumbiteket, mint kvantumos érzékelő rendszereket alkalmazzuk valódi, biológiai és élettani rendszerek vizsgálatára. Egy- és kétbites kvantuminformatikai műveleteket végzünk a projekt során előállított, különböző fizikai rendszereken megvalósított, materiális kvantumbiteken.

 

További információk a HunQuTech konzorciumról:

https://wigner.mta.hu/quantumtechnology/

 

Sajtókapcsolat:  Werovszky Veronika, MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont

E-mail: werovszky.veronika@wigner.mta.hu

Tel: +36304318895

 

A 2018.02.07-én az MTA Felolvasótermében tartott sajtótájékoztatóról és annak kapcsán megjelent legátfogóbb anyagok:

 

Index, Balcsó Dániel: Megalakult a nagy magyar kvantumösszefogás ( 2018.02.07.)

https://index.hu/tech/2018/02/07/kvantuminformatika_kvantuminternet_kvantumszamitogep_hunqutech_nkfih_mta/

 

Quibit, Bodnár Zsolt: Megvalósult a Nagy Magyar Kvantum-összefonódás: 3,5 milliárdot tol az állam a kvantumtitkosító rendszerbe

https://qubit.hu/2018/02/08/megvalosult-a-nagy-magyar-kvantum-osszefonodas-35-milliardot-tol-az-allam-a-kvantumtitkosito-rendszerbe

 

MTA. Ellindult a 3,5 milliárdos magyar kvantumtechnológiai program:

http://mta.hu/tudomany_hirei/az-akademian-indult-utjara-a-35-milliardos-magyar-kvantumtechnologiai-program-108436

 

Szertár, Zsiros László Róbert: CVI. Úgy bánunk az atommal, mint zsonglőr a teniszlabdával

https://soundcloud.com/szertar/cvi-ugy-banunk-az-atommal-mint-zsonglor-a-teniszlabdaval

 

 

Felhasználható képek credit megjelöléssel:

kvantumtechnológiai idővonal

Credit: MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont

Az MTA fotógalériája a 2018.02.07-én tartott HunQuTech bemutatkozó sajtótájékoztatójáról:

https://www.flickr.com/photos/mtasajto/albums/72157690246010222

A fotókat Szigeti Tamás készítette.

Mikrohullámú áramkörhöz csatolt kvantumpötty

1. ábra Credit. HunQuTech, BME - Egy mikrohullámú áramkörhöz csatolt - dupla kvantumpötty alapú qubit - 3Ds sematikus ábrája. A mikrohullámú rezonátor távoli qubitek között hozhat létre csatolást.

 

 

Dupla kvantumpötty

2. ábra Credit: HunQuTech, BME - Egy nanopálca alapú dupla kvantumpötty sematikus 3D képe. A pálca alatt lévő elektródákkal hozzák létre a kutatók a kvantumpöttyöt.

 

 

Kvantumpötty terv

3. ábra Credit: HunQuTech, BME -   Egy dupla nanopálca alapú, kvantum pöttyöket tartalmazó nanoáramkör terve. A struktúrában speciális, topologikus kvantumállapotok jelenhetnek meg.

 

 

 

Grafén alapú nanoáramkör csiptokban egy mikroszkóp alatt.

Fotó Credit: MTA - Szigeti Tamás - Grafén alapú nanoáramkör csiptokban egy mikroszkóp alatt. A képernyőn a nanoáramkör kinagyított képe látható.

 

 

Grafén alapú nanoáramkör csiptokban egy mikroszkóp alatt.

Fotó credit: MTA -Szigeti Tamás - Grafén alapú nanoáramkör csiptokban egy mikroszkóp alatt.

 

 

Asbóth János, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont munkatársának, és egyben a HunQuTech konzorcium tudományos titkárának előadása az Atomcsill sorozatban "Kísérteties távolhatás, ami a kvantumtechnológia alapja" címmel:

p>