Entrevista a l’investigador Morgan Mitchell: “Catalunya té la massa crítica científica i industrial per esdevenir un hub quàntic”

Barcelona, 21/12/2020.

Una reflexió prèvia: la revolució quàntica no es conjuga en futur, ja està integrada en moltes facetes de la nostra vida quotidiana. Ens en podria posar algun exemple?

Una mostra molt usual és el sistema GPS. Per determinar la ubicació, un receptor GPS (inclosos en els dels telèfons mòbils) compara els senyals enviats des dels satèl·lits que orbiten la Terra. Cada satèl·lit porta incorporat un rellotge atòmic (una de les primeres tecnologies quàntiques). Els rellotges permeten als satèl·lits enviar els seus senyals exactament al mateix temps, encara que estiguin a milers de quilòmetres de distància. Com que els senyals estan sincronitzats amb molta precisió, el receptor GPS pot determinar amb precisió quin senyal triga més en arribar i, per tant, la distància a la qual es troba cada satèl·lit. D’aquesta manera, el receptor GPS sap la seva pròpia posició sobre la superfície de la terra.

Un segon exemple és la ressonància magnètica utilitzada en medicina. Aquesta tecnologia utilitza els girs quàntics natius que es troben al cos com a sensors. Els seus senyals ens mostren on es troba l’aigua, el greix, etc. a dins el cos, permetent un mapejat 3D precís i no invasiu d’estructures com el cor i el cervell.

Quin és l’origen del projecte QuantumCAT per fomentar la transferència tecnològica i la innovació de tecnologies quàntiques (QT) a Catalunya?

La recerca en tecnologies quàntiques a Catalunya té una llarga història, amb molts investigadors experts que hi treballen des de l’any 2000 o fins i tot abans. A mesura que l’interès mundial per les tecnologies quàntiques ha augmentat, aquesta comunitat ha anat creixent fins al punt d’incloure socis industrials, tornant-se cada vegada més activa en activitats de desenvolupament i comercialització. Això inclou col·laboracions internacionals en recerca i desenvolupament, consultoria amb agències governamentals de regulació i creació d’empreses per introduir productes de recerca al mercat.

El desenvolupament de les QT serà especialment disruptiu pel que fa a la seguretat i la privacitat de les comunicacions a la xarxa?

Efectivament. Ara ens trobem en plena transició entre tecnologiespre-quàntiques en temes de seguretat, que es basen en suposicions sobre el que es pot i no es pot computar amb ordinadors clàssics, a un paradigma de seguretat diferent, que dona per suposada l’existència d’ordinadors quàntics, oferint solucions de seguretat de comunicacions adequades.

En quins altres àmbits identifiqueu majors potencialitats en l’aplicació de les tecnologies quàntiques?

En informàtica, esperem veure ordinadors quàntics capaços de resoldre problemes complexos que serien massa difícils de resoldre per als ordinadors clàssics. Els ordinadors quàntics amb finalitats especifiques, coneguts com a simuladors quàntics, seran capaços de calcular les propietats de materials diferents, com per exemple de materials superconductors nous, i d’ajudar a dissenyar nous productes farmacèutics. En l’àmbit de les comunicacions, ja tenim mètodes o tècniques de comunicació segura que són future-proof (prova de futur), és a dir, que independentment de quina tecnologia s’inventi en el futur, no podrà desxifrar els missatges que enviem avui.

Aquestes tecnologies s’estan desenvolupant actualment per al mercat a gran escala. Un d’aquests actors industrials és Quside SL, una empresa spin-off de l’ICFO, i s’estan formant noves empreses en aquesta àrea a un ritme ràpid. Pel que fa a la detecció veurem instruments nous, capaços de detectar senyals de molts tipus, de manera molt més ràpida i fiable. Per exemple, sensors per als camps magnètics com eines de detecció dels senyals elèctrics enviats entre diferents parts del cervell.

Catalunya disposa de prou potencial industrial i de recerca com per esdevenir un hub de tecnologies quàntiques a escala europea?

Catalunya té una massa crítica d’investigadors i d’indústria quàntica. A diferència de les indústries tradicionals, com la tèxtil o la fabricació d’automoció, no veurem hubs focalitzats en una concentració d’infraestructures tradicionals com les fàbriques. Més aviat, esperem veure hubs basats en la agrupació de poder intel·lectual (en companyies i centres d’investigació acadèmica).

Quines són les claus per agilitzar el pas dels descobriments realitzats al laboratori al desenvolupament d’aplicacions viables i amb potencial de mercat?

Hi ha moltes coses que el Govern i les institucions poden fer per facilitar la transferència de tecnologia des del laboratori fins a les aplicacions del mercat, incloent un finançament específic per a les activitats de transferència de tecnologia i per a consorcis o hubs acadèmico-industrials com QuantumCAT. Al mateix temps, hem de recordar que les tecnologies més transformadores, per exemple el transistor o el làser, van sorgir purament de la recerca. Hem de continuar fomentant la investigació basada en la curiositat si volem que continuï el flux de noves idees.

L’ICFO figura com a entitat coordinadora de la iniciativa, però QuantumCAT també ha trobat bona acollida en el teixit d’institucions de recerca i industrial del nostre país. Amb quins membres parteix el projecte?

QuantumCAT Hub reuneix diferents tipus de membres dins del hub. Les institucions que se’n consideren membres són organitzacions sense ànim de lucre i centres de recerca són ICFO- Institut de Ciències Fotòniques, Fundació i2CAT, Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2 , la Universitat Politènica de Catalunya (UPC), la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), la Universitat de Barcelona (UB) i el Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS).

Els col·laboradors que participen en alguns dels projectes són l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) i el Centre Nacional de Microelectrònica (CNM-IMB). Finalment, els membres associats, formats per empreses o altres organitzacions, inclouen Cellnex, Everis, GMV, Grupo AIA, Keysight Technologies, KPMG, Qilimanjaro , Quside, Sateliot, SecPho i Zymvol .

Aquest projecte en favor d’un hub català de QT està alineat amb les conclusions del Pacte Nacional per a la Societat del Coneixement?

Es troba completament alineat amb aquest pacte. De fet, el programa RIS3CAT que dona suport QuantumCAT figura de manera destacada en el Pacte Nacional per a la Societat de Coneixement, “Una innovació decidida per a una Catalunya amb futur”.

Disposeu de projeccions a mig i llarg termini sobre quin impacte científic, econòmic i laboral pot suposar per a Catalunya esdevenir un hub  quàntic?

Tota activitat econòmica té un cert impacte en la seva societat. No és el mateix ser un hub de fabricació com Detroit, un hub de finances com Londres o Singapur, o un hub de jocs d’apostes com Macau. Els centres tecnològics solen gaudir d’un alt nivell d’educació i salut entre la població, juntament amb un fort desenvolupament econòmic. Només cal pensar en Silicon Valley a Califòrnia. Fa 50 anys eren principalment terres de cultiu, conegudes per ser seu de la Universitat de Stanford. Ara és on es troben les empreses de més valor econòmic del món.