Vít Svoboda: Mojí noční můrou bylo, že mě nikdy nic dobrého nenapadne

V soutěži Dream Chemistry Award představují mladí chemici své vědecké vize. S jakým projektem jste tuto soutěž vyhrál? 

Můj projekt se zabývá tím, jak bychom mohli využít chirální molekuly k úplně novému způsobu kvantového počítání. Tyto molekuly jsou základem všeho živého kolem nás a definuje je to, že mají stejné chemické složení, ale stranově jsou zrcadlově obrácené, podobně jako naše ruce.

V projektu se zabývám jevem zvaným CISS efekt (Chiral-induced spin selectivity). Ten říká, že když těmito molekulami prochází elektron, jeho spin (vlastnost, kterou si můžeme představit lépe jako barvu než rotaci) reaguje na to, jestli je molekula levoruká, nebo pravoruká. Můj nápad pak spočívá v tom, že pomocí ultrakrátkých světelných pulzů začneme molekulu v čase měnit z jedné formy na druhou a sledujeme, jak se přitom mění spin elektronu.

Tímto způsobem jsme schopni vytvořit kvantový bit (qubit). Na rozdíl od klasického bitu, který je buď 0, nebo 1, náš qubit může být v superpozici, tedy v mnoha stavech mezi tím. Díky tomu uchovává podstatně větší množství informace. Cílem projektu je ukázat, že kvantové počítače bychom v budoucnosti nemuseli stavět na supravodičích, ale právě s využitím těchto molekul. Zároveň mě na tom ale nejvíc baví ta fundamentální fyzika. To, že dokážeme studovat tyto přeměny mezi levorukými a pravorukými molekulami.

Otevírá vám vítězství v soutěži nějaké další dveře?

Zjistil jsem, že myšlenka, kterou jsem dlouho nosil v hlavě a konečně díky soutěži dopracoval do jasných obrysů, není vůbec špatná. Dokonce právě naopak. Fakt, že nejde o typicky vědeckou prezentaci výsledků, ale o představení „snu“, mě donutil vytvořit spoustu poutavé grafiky, která moji vizi podkresluje. 

Noční můrou každého vědce je otázka: „Co když mě nikdy nic dobrého nenapadne?“ A tím, že jsem mladý a mám čerstvě svou vlastní skupinu, je ten strach mnohem větší. Vítězství v soutěži mi ukázalo, že čas od času nějaká myšlenka přijde a může být i docela hodnotná. Takže je to povzbuzení ve smyslu: tolik se neboj, netlač moc na pilu a ono to přijde. Dalším nečekaným překvapením bylo, že se nám ozvalo několik firem, které s námi chtějí spolupracovat.

Jak soutěž Dream Chemistry Award probíhá?

Abyste se mohli soutěže zúčastnit, musí vás někdo nominovat. Pak pošlete přihlášku s návrhem projektu, životopisem a čekáte. Když vás komise vybere mezi pět nejlepších, máte možnost své myšlenky prezentovat před publikem. Finalisté jdou postupně podle příjmení a já šel poslední. Když jsem ostatní poslouchal, říkal jsem si: „Hm, tak to nemáš šanci. To je v pohodě, ale aspoň se neztrapni, jo?“ A ono ejhle, nakonec jsem vyhrál. Jako bonus na závěr pak máte ještě prezentaci o své vědecké práci, kterou jsem si naštěstí pro jistotu připravil (smích).

Jaká byla konkurence?

Konkurence byla silná. Do finále se pravidelně dostávají výzkumníci z Harvard University, MIT, Weizmann Institute v Izraeli, což jsou ta nejlepší vědecká pracoviště na světě. A teď, „malý kluk z Prahy“. Doslova, protože když jsme se fotili s ostatními finalisty, vypadal jsem jako jejich mladší brácha (smích).

Kdo vás nominoval a překvapilo vás to?

Nominoval mě Ivo Starý z ÚOCHB a vůbec jsem to nečekal. Já totiž ani nevěděl, že tato soutěž existuje, dokud jsem se o nominaci nedozvěděl. Což bych jako laureát asi neměl ani zmiňovat (smích).

Podle pravidel nemusí být projekt úplně proveditelný. Platí to i o vašem nápadu?

Experimenty z mého soutěžního projektu jsou realizovatelné. Jedná se o měření, kdy budeme v časových škálách desítek femtosekund sledovat, jak se chirální molekuly přetáčí z levoruké na pravorukou formu. Dále budeme schopni detekovat časově rozlišený spin elektronů vyražených z těchto molekul. Ale samozřejmě to má své limity, se kterými budeme ještě bojovat, abychom tuto naši myšlenku v budoucnu mohli nějak rozumně využít, možná snad i v tranzistorech kvantových počítačů.

Budoucnost vidím v kvantových cloudových službách

Váš návrh by mohl být využit v kvantových počítačích. Kdy je začneme šířeji používat?

Šířeji je nezačneme používat asi nikdy. Důvod je jednoduchý. Superpozice je velmi křehký stav, a aby se mohla v kvantových počítačích používat, musí se nějak udržovat. Nejrozšířenější kvantové počítače dneška jsou ohromná zařízení, která se musí chladit tekutým heliem. Umíte si představit, že byste měli takové monstrum v domácnosti? A to nemluvím o účtu za elektřinu a o zkapalňování helia (smích). Neříkám, že nemůže zítra přijít úplně nové myšlenkové paradigma, které vše změní, ale zatím je to nepředstavitelné.

Ale výhledově, třeba do dvaceti let by mohly vzniknout kvantové cloudové služby. Ty by řešily specializované úkoly pomocí kvantových počítačů a zbytek by se stále zpracovával na klasickém počítači. Ve skutečnosti je už ale i klasický mobil kvantový, protože obsahuje nespočet tranzistorů a každý tranzistor je kvantová technologie. I obyčejná LED dioda je kvantová technologie. Takže i když si to neuvědomujeme, používáme je dlouho. Ale to, čemu se teď říká kvantový počítač, podle mě nikdy až takto rozšířené nebude. 

Když by se použila vaše technologie v tranzistorech, potřebovali bychom velké chladící zařízení?

Čistě teoreticky ne. Výhoda naší chirální superpozice je, že je velmi stabilní a probíhá i za pokojové teploty. Metoda má ale jiné limity. Kvantový svět své superpozice nerad poodhaluje a brání je, čemuž fyzici říkají dekoherence. A my se snažíme tu dekoherenci co nejvíce oddálit, aby stav superpozice zůstal co nejdéle a mohl se využít pro kvantový tranzistor. Dekoherence je například i jeden z důvodů, proč my sami nejsme kvantoví, i když jsme složeni ze všeho, co kvantové je. A je docela fér se ptát: proč?

Orientovat se na řešení problémů je lepší než se rozčilovat

Už druhým rokem jste zpátky v ČR na VŠCHT v Praze, kde máte svou vlastní výzkumnou skupinu. Jak se vám daří?

Myslím, že se mi daří dobře, a po návratu do České republiky jsem si uvědomil, jak skvěle se u nás žije. Působil jsem ve Švýcarsku, Německu i v Americe a nemyslím si, že by tyto země byly bezchybné. Naše největší chyba je, že si neumíme přát úspěch a stále v sobě neseme komunistický přežitek závisti. Když se člověk vrátí domů po deseti letech, vidí ten ohromný posun, který místní díky kontinuitě nevnímají – máme lepší auta, byty i služby. Měli bychom si přestat říkat, že jsme malý, bezvýznamný národ. Pojďme si zdravě věřit, poučovat se z úspěchů místo chyb a zvednout se ze židlí, když něco chceme. V zahraničí jsou Češi vnímáni jako špičkoví a šikovní lidé, tak tuto skvělou image začněme využívat i my sami tady u nás doma.

Jde vám výzkum podle představ nebo se vám do cesty staví i nějaké překážky?

Na univerzitě rozjíždíme náročný a nákladný projekt na pomezí chemie a fyziky, který je v našem prostředí úplnou novinkou. To samozřejmě přináší i překážky, ale já se na ně snažím nesoustředit a raději si užívat ty malé krůčky vpřed. Výhodou je, že máme plnou podporu vedení fakulty a celé univerzity. Mým hlavní motivátorem je šéf katedry Petr Slavíček a snažím se používat jeho krédo: „Problémy jsou od toho, aby se řešily.“ Rozčilování stojí zbytečně moc energie a času, zatímco orientace na řešení, která je blízká i americké mentalitě, je v konečném důsledku mnohem efektivnější. Přestože od mého startu v květnu 2024 neuplynuly ani dva roky, tak si myslím, že se nám i na takto náročném poli daří skvěle.

Už máte tým lidí, který je přesně podle vašich představ?

Ano, nemůžu si stěžovat! Mám štěstí, že se mi podařilo najít skvělé postdoktorandy i bez toho, aniž bych pozice nějak výrazně inzeroval. Následně se mi začali ozývat i bakalářští a magisterští studenti. A od září mám i naprosto úžasnou doktorandku.

Jaké máte další vize? Chcete si požádat například o ERC grant? 

Ano, dalším krokem je podání žádosti o ERC grant, jehož hlavní náplní bude právě můj vítězný projekt. A mé další vize? Dělat věci, které jsou potřeba k tomu, abychom ve vědě, která mě neskutečně baví, mohli pokračovat. Obklopovat se týmem super lidí, protože sám člověk nic nedokáže. Aby je to se mnou stále bavilo a abych jim byl dostatečnou podporou. A jestliže to znamená, že musím psát granty a zprávy, vyplňovat formuláře, což mě nebaví, ale patří to k tomu, tak to přijímám s pokorou. S přechodem na pozici vedoucího skupiny se mi změnily ambice. Větší radost už mi přinášejí věci, které předávám ostatním než ty, které bych dokázal sám.

Můj život je jedna velká náhoda

Proč jste se rozhodl studovat doktorát v zahraničí na ETH v Curychu?

Původně jsem doktorát vůbec neplánoval. Už od šestnácti let jsem působil na Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského, kde mě nadchlo přátelské a lidské prostředí vědecké komunity. Když jsem pak přemýšlel, co dál, uvědomil jsem si, že pro setrvání ve vědě doktorát potřebuji. Přijde mi, že můj život je jedna velká náhoda. Jsem zkrátka entuziasta, který do všeho jde na 120 procent. Na většinu výzev se snažím říct ano, jako ve filmu „Yes Man“, a když se na to zpětně podívám, díky tomu se mi v životě staly ty nejlepší věci.

To stejné platí i o cestě na ETH do Švýcarska. Z konferencí jsem znal profesora Martina Quacka, tak jsem mu prostě napsal, zda by mě vzal. Zrovna odcházel do důchodu, ale obratem mě doporučil svému mladému kolegovi, který se pak stal mým školitelem. Celé to bylo takto jednoduché. Stačilo nebát se ozvat a jít štěstí naproti.

Kdybyste měl porovnat své zkušenosti v zahraničí, kde to bylo nejlepší a co vás překvapilo? 

To je těžká otázka, protože zkušenosti se těžko porovnávají mezi sebou. Spíš jsem se snažil z každé země si něco odnést. Spousta věcí, které jsem si díky pobytům v cizině uvědomil, se podle mě zevnitř České republiky objevit nedá. Od Švýcarů bychom si měli vzít to, že věda není náklad, ale investice (každý vložený dolar se vrátí čtyřikrát). Měli bychom být hrdí na své školy a cíleně je budovat tak, aby byly ve světové špičce a přitahovaly nejlepší studenty. Ti totiž reálně dělají vědu. Také bychom měli převzít jejich mentalitu poctivého přístupu k práci.

Od Američanů bychom se mohli naučit jejich otevřenost k cizincům a novým lidem a odložit českou vlastnost závidět úspěch. V Německu jsou na tom sice v získávání talentů podobně jako my, protože jsou limitováni jazykem, ale jejich výhodou je kontinuita a větší objem peněz plynoucí do výzkumu.

A ještě bych dodal: pojďme se třeba od Nizozemska nebo Dánska naučit, že pokud jsme malý národ s těžkým jazykem, musí mluvit špičkově anglicky úplně každý – od studenta po osmdesátiletou babičku. Je to jediná cesta k mezinárodní konkurenceschopnosti. Když to tak nějak hezky namixujeme a necháme si spoustu dobrých českých vlastností, jako jsou i „zlaté české ručičky“, tak si myslím, že nám bude ještě líp.

Proč jste se vrátil zpět do ČR?

Protože to tady mám rád. Česká republika má navíc skvělou pozici z pohledu všech globálních změn a jsme vyspělá země, která není přetechnizovaná jako například Jižní Korea. A v neposlední řadě jsme srdcem Evropy, z Prahy je všude blízko.

Jsem introvert, ale při popularizaci umím být šaškem

Jste součástí projektu Zeptej se vědce. Co vás na tom baví? Berete popularizaci vědy jako důležitou součást své práce?

Popularizaci vědy beru jako tu nejklíčovější součást vědecké práce a nechápu, že někteří kolegové její roli zlehčují. Začal jsem se jí zabývat už ve svých šestnácti letech díky Květě Stejskalové, která to dělá naprosto skvěle. Člověk si na tom krásně otestuje své pedagogické schopnosti, protože se musíte postavit třeba před deváťáky na základní škole a mluvit o složitých tématech. Osvědčilo se mi je buď rozesmát, nebo něčím kontroverzním naštvat. Díky emocím si lidé zapamatují, co v ten okamžik přednášející říká.

Dokáže se tohle člověk naučit, nebo musí mít vrozený talent?

Asi je to něco vrozeného, ale zároveň vás to musí bavit a musíte vědět, jak na to. Já se totiž považuji za introverta, ale když jde o popularizaci, dokážu se stát šaškem a myslím, že svým přednesem umím zaujmout.

Už od magisterského studia vás provází úspěchy, například v roce 2015 jste získal Cenu Wernera von Siemense. Berete to jako výhodu, nebo je to spíše tlak?

Už na střední škole jsem dostal cenu Učené společnosti České republiky, ale nikdy jsem nic nedělal za účelem získávání cen. Je fajn, když přijdou, ale není to důvod, proč to dělám. Věda mě zkrátka baví a je vzrušující, když zjistíte něco jako první na světě. Ta představa, že je osm miliard lidí a vy máte to privilegium být ten první, je neskutečná. A jako třešnička na dortu je pak příležitost ukazovat svou myšlenku studentům.

Jak jste se dostal k fyzice? Měl jste někoho v rodině nebo to byla shoda náhod?

V rodině jsem spíše černá ovce, protože moji příbuzní jsou většinou ekonomové. Vždy mě bavila matika a fyzika, nakonec i chemie. K oboru mě nasměrovala skvělá učitelka chemie na základní škole. Díky ní jsem šel na Den otevřených dveří na Masarykově střední škole chemické a ta atmosféra mě zaujala natolik, že jsem tam nastoupil. Následně jsem se díky svému „Yes man“ stylu dostal na Den otevřených dveří Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského, kde jsem si vyslechl přednášku Ondry Votavy s názvem „Fascinace světlem 3F“. Ta mě naprosto uchvátila. Okamžitě jsem věděl, že to je obor, kterému se chci věnovat. Nakonec jsem v jeho skupině strávil osm naprosto skvělých let a doteď je Ondra, vyjma rodiny, můj nejbližší životní kamarád.

Myslím, že vás můžeme brát jako vizionáře: Jaký myslíte, že bude svět za 10 let? 

Na fyzice a chemii je nejlepší to, že jejich vývoj není lineární. Lidé však umějí predikovat jen lineární změny. Kolikrát se myslelo, že už to dál nikam nemůže jít, a ono bum, zase něco nového přijde. Takže si netroufnu hádat, ale vím, že se na to těším. Žijeme totiž v nejlepší době, která kdy pro život na této zemi byla. Ano, jsou globální problémy i války, ale to bylo vždy, ale dnes je umíme řešit efektivněji než kdy dříve. Myslím, že za deset let bude život ještě mnohem lepší, a to je přesně ten postoj, který by si z toho lidé měli odnést.

Vít Svoboda, chemický fyzik a vedoucí Laboratoře attosekundové spektroskopie a dynamiky molekul na VŠCHT v Praze. Doktorát získal na prestižní univerzitě ETH v Curychu ve Švýcarsku, následně působil v Německu a Americe. Po 10 letech se vrátil zpět do ČR, kde se mu velice daří. Zabývá se attosekundovou spektroskopií a dynamikou chirálních molekul, tedy výzkumem probíhajícím na nejkratších časových škálách známých ve vědě. Mimo to je velmi aktivní v popularizaci vědy (například je zapojen v projektu Zeptej se vědce), kterou bere jako velmi zásadní součást své práce. Ve volném čase rád čte a hraje se svými kolegy online hry.