Del laboratori al mercat: Vertebrant la transferència de coneixement de les tecnologies quàntiques
El hub QuantumCAT pretén vertebrar la transferència de coneixement de les tecnologies quàntiques a Catalunya.
Nascut amb l’objectiu de connectar les institucions de recerca i les empreses dedicades a les tecnologies quàntiques a Catalunya, QuantumCAT forma un node de coneixement i innovació amb un impacte industrial i social a curt i mig termini. Mitjançant aplicacions innovadores i disruptives, pretén fer efectiva la transferència de tecnologia des del laboratori fins al mercat industrial.
Coordinat de manera global pel Prof. ICREA de l’ICFO Morgan Mitchell, el hub s’organitza al voltant de quatre eixos temàtics; Comunicació, Detecció, Computació i Simulació. Cadascun d’aquests eixos el formen diversos projectes de recerca, liderats per equips multidisciplinars formats per investigadors d’institucions i centres de recerca capdavanters a Catalunya.
Quatre eixos de transferència de coneixement
L’eix de Comunicació quàntica, liderat pel Prof. ICREA de l’ICFO Hugues de Riedmatten, cerca el desenvolupament de dispositius compatibles amb les infraestructures existents per a una societat digital segura i un futur internet quàntic. Integrat pels projectes Shannon, Memòria quàntica i Distribució de Claus Continues (DCC-VC), aborda tres aspectes claus de la comunicació quàntica: els límits fonamentals associats a l’ús limitat dels recursos quàntics; el desenvolupament de la tecnologia i arquitectura necessària per als repetidors quàntics; i la millora de l’enviament de bits quàntics a distàncies curtes.
El segon eix està liderat pel professor de la Universitat Autònoma de Barcelona John Calsamiglia, i es centra en la Detecció Quàntica, concretament en el desenvolupament de sensors amb una gran precisió. Basats en la naturalesa quàntica de la llum i la matèria, els sensors quàntics mesuren amb la major precisió possible magnituds físiques com la freqüència, l’acceleració, els camps elèctrics i magnètics o la temperatura. Aquesta capacitat de mesura és aplicable en una gran varietat de camps, d’entre els quals destaca el diagnòstic no invasiu de malalties. Les dues línies de recerca que integren l‘eix cerquen l’optimització i facilitació l’ús dels sensors atòmics de monitorització continua, i a més a més, desenvolupar mètodes que permetin la utilització de sensors atòmics ultraprecisos en productes comercials de l’àmbit de la salut, com per exemple en ressonàncies magnètiques nuclears.
quatre eixos de recerca integrats per equips multidisciplinars
L’investigador del Barcelona Supercomputing Centre Artur García lidera el tercer eix de Computació quàntica, on es desenvoluparà software i hardware per a facilitar l’accés d’usuari al processament de les dades al núvol. Els ordinadors quàntics suposen un nou paradigma al operar en base a les lleis físiques de la mecànica quàntica i no clàssica, fet que implica el nou repte d’entendre i explotar millor les possibilitats d’aquests dispositius. Els projectes de l’eix de computació busquen tant desenvolupar una plataforma de simulació de sistemes quàntics d’altes prestacions com construir xips – de fins a 25 qubits- que puguin executar operacions quàntiques variacionals i de recuit.
Finalment, l’eix de Simulació quàntica aportarà solucions innovadores a la intel·ligència artificial i a la química quàntica. Coordinat per l’investigador de la Universitat Autònoma de Barcelona Alessio Celi, aquest eix vol impulsar la tecnologia dels simuladors quàntics d’àtoms ultrafreds. Aquests simuladors són ordinadors quàntics amb un objectiu específic. Mitjançant l’avantatge quàntic que proporcionen els àtoms ultrafreds són capaços de resoldre problemes complexos determinats i inaccessibles per als ordinadors clàssics. Aquesta línia de recerca pretén fomentar la transició de la investigació a l’entorn industrial en els propers anys, i al mateix temps ampliar dràsticament la comunitat d’usuaris finals dels simuladors quàntics.
El consorci
El consorci QuantumCAT el formen els centres de recerca ICFO, la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC), la Universitat de Barcelona (UB), la Fundació i2CAT, el Barcelona Supercomputing Center (BSC), l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2); i l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) i el Centre Nacional de Microelectrònica (CNM) com a col·laboradors.
“fast and smart followers”
També inclou diferents actors industrials, com Cellnex Telecom, Keysight Technologies, Quside Technologies, Grup AIA, EVERIS, GMV, SatelIoT, KPMG, Zymvol i Qilimanjaro, a més del clúster industrial de fotònica SecPho. Conscients de que la integració de les tecnologies quàntiques serà quelcom quotidià en un futur no gaire llunyà, els actors industrials estan apostant per incorporar-les poc a poc a les seves línies comercials. Tal i com ocorre a nivell mundial, es posicionen com els “fast and smart followers”, seleccionant les tecnologies desenvolupades pels centres de recerca i universitats i traient-ne el màxim benefici a la hora d’implementar-les. Així, poden apropar-les al mercat d’una manera més ràpida i eficient, fent-les accessibles per a tothom.