Kam se bude Česko ubírat v kvantových technologiích? Směr naznačil Quantum Day 2024

Vítězové mezinárodního kvantového hackahtonu na slavnostním obědě na Pražském hradě. 

Priority v otázce úspěšnosti ČR na poli kvantových technologií

„Je zcela zřejmé, že v kvantové oblasti proběhne během několika let revoluce, která zasáhne mnoho technologických oborů od počítání přes bezpečnost informací po řadu dalších oborů, které využívají kvantovou doménu nebo mikroskopické objekty,“ zmínil v prvním úvodním proslovu rektor ČVUT Vojtěch Petráček, který dále vyzdvihl připojení ČVUT ke kvantové počítačové síti společnosti IBM s cílem prohloubit znalosti v oblasti kvantových počítačů v ČR.

Význam nejen kvantových technologií samotných, ale i mezinárodní spolupráce v této oblasti – ať už na vědecké či byznysové úrovni – zdůraznil i druhý řečník úvodního bloku Ivan Bartoš, místopředseda vlády pro digitalizaci a ministr pro místní rozvoj. Ten ve svém proslovu zmínil i meziuniverzitní spolupráci s Japonskem a diskuze o kvantových technologií nejen v oblasti bezpečnosti na půdě Spojených států.

„Česká republika disponuje poměrně silnou sítí akademických institucí, talentovanými odborníky a špičkovými vědeckými institucemi. Je tedy nutné umožnit vědeckým pracovníkům přístup k těmto technologiím,“ uvedl Bartoš.

Mezinárodní spolupráci s demokratickými zeměmi coby jednu z priorit v otázce úspěšnosti ČR na poli kvantových technologií vytyčil i další z přítomných vládních představitelů – ministr pro vědu, výzkum a inovace Marek Ženíšek. Dalšími prioritami jsou pak podle Ženíška zapojení českých aktérů do evropských projektů, transfer znalostí a výsledků výzkumu do praxe a v neposlední řadě i lidské zdroje.

„V souvislosti se strategickými technologiemi je nutné kvalitním vědeckým odborníkům v této oblasti zajistit takové podmínky, aby v zemi zůstali. O tyto experty bude konkurenční boj nejen v Evropě, ale i na celém světě,“ uvedl Ženíšek, který dále v oblasti lidských zdrojů a strategických technologií zmínil i potřebu zaměřit se na rozvíjení zájmu a potenciálních kompetencí již u žáků na základních školách.

Aktuální pozice a potenciál ČR v kvantu

„Veřejné investice, které státy investují do kvantových technologií, jsou astronomické. Tato skutečnost je jasným důkazem o aplikovatelnosti zmíněných technologií. Nejedná se tedy o teoretické koncepty. Evropa si uvědomuje, že kvantové technologie jsou oblastí, ve které nám nesmí ujet vlak. A to jak z hlediska konkurenceschopnosti, tak z hlediska bezpečnosti,“ uvedl v bloku zaměřeném na rekapitulaci dosavadních výsledků Petr Kavalíř, vládní zmocněnec pro kvantové technologie.

Česká republika, která do této oblasti také investuje, patří mezi první signatáře Evropské deklarace o kvantových technologiích stanovující priority ve vědě, výzkumu, vzdělávání, bezpečnosti a ekonomické vyspělosti. „V Evropě je ČR brána jako velmi solidní partner. Kromě toho máme výzkumné týmy na velmi vysoké úrovni. Pokrýváme celé spektrum kvantových technologií od kvantových výpočtů přes kvantovou komunikaci,“ vyzdvihl aktivity ČR Kavalíř, který dále uvedl konkrétní tuzemské již financované projekty.

Plánované projekty a kroky ČR v oblasti kvantových technologií

Z těchto plánovaných projektů lze zmínit například kvantový počítač konsorcia LUMI-Q v národním superpočítačovém centru IT4Innovations, které je součástí VŠB – Technické univerzity Ostrava, či projekt CZ-QCI pod Národním úřadem pro kybernetickou a informační bezpečnost (NÚKIB) a CybersecurityHUB vedený ve spolupráci s ČVUT. Další projekty proběhnou i pod Akademií věd ČR; ČVUT je dále zapojeno do projektu EPIQUE zaměřeného na tvorbu optického kvantového počítače a na kvantové technologie se zaměřují i další vědecké instituce.

„Národní kvantová strategie stanovila segmenty, na které se zaměří. K nim patří bezpečnost, věda, výzkum, vzdělávání, konkurenceschopná ekonomika a globální kooperace v oblastech, jako je quantum computing, quantum information, quantum communication, quantum sensing and metrology. V těchto segmentech budou stanoveny reálné cíle a priority pro nadcházející období,“ uvedl státní zmocněnec pro kvantové technologie.

Na další kroky v oblasti kvantových technologiích, které mají nejen potenciál transformovat průmyslová odvětví, ale i náš běžný život, se zaměřila i závěrečná diskuze prvního bloku. O budoucím vývoji, potenciálu pro různé průmyslové sektory a překážkách v ČR diskutovali kromě Petra Kavalíře i technický ředitel pro region střední, severní a východní Evropy ve společnosti IBM Martin Švík, vrchní ředitel sekce digitalizace a inovací Ministerstva průmyslu a obchodu Petr Očko a Tomáš Cinert ze společnosti Huld.

Švíkovo doporučení pro technologické firmy znělo: „Kdo se věnuje AI, ať se určitě věnuje i kvantovým počítačům,“ Švík dále vyjádřil přesvědčení, že v dlouhodobém horizontu bude docházet i k miniaturizaci a masivnímu nasazení kvantových počítačů. Co se týče rozšíření kvantových počítačů v rámci české akademie, tak k tomu Švík poznamenal, že výhodnější může pro instituce být zakoupení přístupu do cloudů, které běží na kvantových počítačích v zahraničí, jako to udělalo v roce 2023 České vysoké učení technické, než zakoupení samotného kvantového počítače. „Stavba kvantového počítače je totiž velmi náročná a trvá dlouho, ve Španělsku nyní trvá dva roky. V době dokončení tak může být počítač už zastaralý,“ upozornil Švík. Kvantové počítače jsou vhodné obzvlášť pro některé druhy výpočtů, pro které nejsou vhodné běžné počítače, například pro faktorizaci čísel. „Komplexní výpočty se tak mohou vyřešit částečně na klasických počítačích s grafickými kartami GPU a částečně na kvantu.“ V roce 2016 představila firma budoucí výhled rozvoje kvantových technologií na deset let dopředu, tzv. IBM roadmap, kterou podle Švíka dodržela či v některých cílech i předběhla. V roce 2024 tento výhled aktualizovala.

Nastíněna byla v rámci diskuse i podpora komercionalizace kvantových technologií a startupů ze strany Ministerstva průmyslu a obchodu a agentury CzechInvest. „V agentuře CzechInvest chceme aktivně podporovat rozvoj kvantových technologií, a to prostřednictvím programu Technologická inkubace, především hubem věnujícím se pokročilým materiálům a technologiím. V jeho rámci rozvíjíme a uvádíme na trh slibné startupy například v oblasti umělé inteligence, ekoinovací či kreativních průmyslů, které využívají kvantové technologie. CzechInvest bude i nadále aktivně spolupracovat s akademickou sférou, soukromým sektorem a státní správou na podpoře těchto technologií v Česku, které se využívají například v kyberbezpečnosti, finančním sektoru, simulaci v energetice, optice, medicíně nebo vývoji nových materiálů,” uvedl Jan Michal, generální ředitel agentury CzechInvest.

Kromě podpory inovačního ekosystému v ČR prostřednictvím projektu Technologická inkubace realizovaného agenturou CzechInvest byl zmíněný i dotační program Ministerstva průmyslu a obchodu TWIST. „Program je zaměřený na tři klíčové oblasti, tedy umělou inteligenci, polovodiče a kvantum. V této souvislosti podpoří především projekty malých a středních firem realizovaných ve spolupráci s vysokými školami a dalšími výzkumnými organizacemi,“ uvedl Petr Očko, vrchní ředitel sekce digitalizace a inovací Ministerstva průmyslu a obchodu.

Nejen v průběhu diskuze, ale i v úvodu konference zaznívala i otázka bezpečnosti. Kvantové technologie totiž nenabízejí jen příležitosti v obchodní a výzkumné sféře. Mohou také představovat riziko pro řadu šifrovacích algoritmů používaných k zabezpečení digitální ekonomiky. Tomuto tématu se věnovala následující část programu, v níž se vedle domácích hostů Bohuslava Rudolfa z NÚKIB a Leoše Boháče, experta na vysokorychlostní optické přenosové systémy z ČVUT, představili i zahraniční odborníci – Ray Harishankar, viceprezident IBM Quantum Safe, a Jonasz Danilewicz, odborník na informační technologie ze společnosti EY. Zahraniční hosty v dalším bloku doplnil i Witold Jarnicki, spoluzakladatel úspěšného kvantového startupu BEIT.

Dobré předpoklady pro vzdělávání a vysoce kompetentní základní výzkum v oblasti kvantových technologií

„Jak už bylo řečeno – pro vytváření ekosystému je nutné disponovat kompetentními lidmi. ČVUT má v tomto směru již kompletní fungující vzdělávací systém, tedy bakalářské, magisterské a doktorské studium programu kvantové technologie. V návaznosti na to bude pro absolventy bakalářského studia od příštího roku k dispozici kvantová informatika na magisterské úrovni,“ uvedl Igor Jex, bývalý děkan FJFI a odborník v oblasti kvantových technologiích, který ve svém bloku představil roli ČVUT ve vytvoření kvantového ekosystému. „Česká republika má velice kompetentní základní výzkum. Sice zatím nejsme zcela na úrovni dosažení Nobelovy ceny, ale jsme tomu velice blízko,“ okomentoval úroveň základního výzkumu Igor Jex.

Děkan FJFI následně také na konferenci společně s dalšími hosty – Jiřím Nantlem, náměstkem ministra školství, Ondřejem Králem z IBM, Josefem Lazarem z Ústavu přístrojové techniky AV ČR a Zdeňkou Koupilovou z MFF UK – diskutoval o klíčových dovednostech v oblasti kvantových technologií či způsobech a potřebě zvýšení počtu odborníků v této oblasti.

Technologická inkubace a podpora startupů

Quantum Day 2024 dále nabídl i vyvrcholení soutěže International Quantum Hackathon pořádané pod záštitou rektora Českého vysokého učení technického v Praze (ČVUT) Vojtěcha Petráčka. Tato dvoudenní soutěž, organizovaná Fakultou informačních technologií (FIT) a Fakultou jaderné a fyzikálně inženýrské (FJFI) ČVUT ve spolupráci s agenturou CzechInvest a firmami IBM a Tensor Ventures, předcházela konferenci. Kristina Lišková, ředitelka ATM HUB (hubu pro pokročilé technologie a materiály) projektu Technologická inkubace agentury CzechInvest, a Ivo Petr z ČVUT vyhlásili tři vítězné týmy.

Vítězství si odnesl tým studentů FIT ČVUT a studenta SPŠE Plzeň s názvem Tangus, který navrhl řešení složitého problému rozpoznávání min v mořích a oceánech využitelné pro civilní nákladní lodě a námořnictvo. Druhé místo získal tým Quties, reprezentovaný studenty FIT ČVUT, s Quantum radarem jako řešením screeningových technologií v medicíně. Třetí místo získal tým Toobee, složený ze studentů z FJFI a FIT ČVUT, za projekt orbitálního úklidu s řešením pomocí kvantové optimalizace a využitím satelitů pro mechanické čištění. „My jsme ti popeláři, kteří sbírají kameny ve vesmíru,“ směje se Michael Wagner za tým Toobee. Tři vítězné týmy přijal následující den, ve čtvrtek 27. června 2024, na Pražském hradě Dmitrij Černikov, analytik Zahraničního odboru Kanceláře prezidenta republiky.

Podle slov Kristiny Liškové je Technologická inkubace vlajkovou lodí agentury a doplňuje další aktivity agentury zaměřené na podporu startupů. „Byli bychom rádi, kdyby se soutěžní týmy rozhodly své nápady rozvíjet dál až do komerční podoby právě v našem projektu Technologické inkubace,“ říká Lišková.

 

Autor: Jan Michal (Vědavýzkum.cz)