A Bosch csoport tíz éve kutatja a kvantumtechnológiában rejlő lehetőségeket. A Robert Bosch Kft. szakmai partnereivel együttműködésben 2024. június 19–20-án a Bosch Budapest Innovációs Kampuszon első alkalommal rendezte meg „A kvantum-számítástechnika és -technológia legújabb eredményeiről szóló (Recent Advances in Quantum Computing and Technology – ReAQCT)” tudományos konferenciát. A konferencia keretében a kvantumkutatások és -alkalmazások vezető tudósai és a technológiában élen járó ipari szakértők mutatták be legfrissebb eredményeiket.

A Bosch kvantumtechnológián alapuló termékeket fejleszt

A Bosch a világ egyik vezető vállalata a szenzorok területén, ezért kiemelt hangsúlyt helyez a jelenlegi technológiáknál érzékenyebb kvantumszenzorok kutatására és fejlesztésére, amelyek a mágneses mezőt, a gyorsulást és más fontos fizikai mennyiségeket nagyon pontosan mérik. A Bosch Quantum Sensing startup jelenleg első kísérleti ügyfeleivel együtt a kvantumszenzorok konkrét alkalmazásán dolgozik az orvosi és a mobilitási iparágakban, mely forradalmi előrelépéshez vezethet például a pontosabb orvosi diagnosztika, a navigáció, vagy az akkumulátorok területén is. A Bosch kvantumszenzorai többek között a jelenlegi elektrokardiográfiánál (EKG) pontosabb és gyorsabb mérésre, vagy az akkumulátor pontos töltöttségi szintjének meghatározására is használhatóak lesznek a jövőben.

A kvantumszenzorok mellett a Bosch a kvantumszámítógépekben is jelentős potenciált lát, melyek számos különböző technológiai területen lesznek alkalmazhatók és hozhatnak áttörést a vállalat szakmai álláspontja szerint. „A kvantumszámítógépek az anyagtudományban is hatalmas előrelépést jelentenek. Segítségükkel olyan különleges anyagokat fejleszthetünk ki, amelyekre a hagyományos számítógépekkel soha nem lenne lehetőségünk” – mondta el Dr. Thomas Strohm, a Bosch Research kvantumtechnológiákért felelős vezető szakértője a ReAQCT konferencián. Hozzátette, a Bosch jelenleg szoros együttműködést folytat az IBM-mel az anyagok kvantumszámítógépekkel történő szimulációjának területén.

Kvantumfejlesztések Magyarországon az ipari és az akadémiai szféra összefogásával

„A kvantumtechnológiai kutatásokban és fejlesztésekben csak az ipari és az akadémiai szféra összefogásával érhetünk el jelentős előrelépést. Ezért örömmel adtunk helyt és vállaltunk részt szervezőként és előadóként a konferencián a Bosch Budapest Innovációs Kampuszon” – mondta el Dr. Csilling Ákos, a Bosch tudományos munkatársa, a ReAQCT konferencia szervezőbizottságának elnöke.

A ReAQCT konferencián a hazai felsőoktatási intézmények és tudományos élet meghatározó szereplői: az Eötvös Loránd Tudományegyetem, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, az Óbudai Egyetem, a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont (Wigner FK), valamint a HUN-REN Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézet (SZTAKI) szakértőinek meghívására a világ vezető kutatói ismertették a kvantumtechnológiához kapcsolódó legfrissebb műszaki és tudományos eredményeiket.

A kvantuminformatika területén alkalmazható kvantumtechnológiai kutatások magas színvonalra emelésével Magyarországon külön intézmény, a Kvantuminformatika Nemzeti Laboratórium foglalkozik, amely kulcsszerepet vállalt a ReAQCT szervezésében. A konferencián részt vett a Laboratórium konzorciumvezetője, a Wigner FK is. A központ kutatói a kvantuminformatika, a kvantumoptika, a kvantumszámítás és a kvantumos érzékelés, valamint kvantumkommunikáció területén nemzetközileg elismert elméleti és kísérleti kutatásokat végeznek és több jelentős Európai Uniós pályázatban vesznek részt.

A HUN-REN SZTAKI a kvantumtechnológiák közül elsősorban a kvantumszámítástechnikával foglalkozik intenzíven, mégpedig a lehetséges gyakorlati alkalmazásokra, ezen belül is főként a gyártás automatizálási és autonóm járművek területeire fókuszálva. Az intézet a Mesterséges Intelligencia Nemzeti Laboratórium (MILAB) és az Autonóm Rendszerek Nemzeti Laboratórium (ARNL) vezetőjeként számos további területen is vizsgálja a kvantumszámítástechnika alkalmazási lehetőségeit.

Az ELTE Informatikai Karának kutatói nem csak azt vizsgálják, hogy milyen lehetőségeket nyit meg a kvantumszámítás például a mesterséges intelligencia és a gépi tanulás számára, hanem azt is, hogy a kvantumszámítógépek megjelenésével milyen biztonsági kockázatok jelentkeznek, és azokat hogyan kezelhetjük. A Kar részt vesz a formálódó európai kvantumkommunikációs infrastruktúra kiépítésében is (QCIHungary). Különösen hangsúlyosak a Karon a kvantumszámítógépek programozását támogató szoftvertechnológiai kutatások, melyek új programozási nyelvek és eszközök létrehozását eredményezik.

A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) kiemelkedő szerepet játszik a hazai kvantumtechnológiai oktatásban és kutatásban. Az egyetemen zajló képzéseken magas színvonalú kurzusok keretében nyílik lehetőség a kvantumtechnológia megismerésére. A BME részt vesz a Kvantuminformatika Nemzeti Laboratórium munkájában, és számos kvantumtechnológia témájú Horizont Európa kutatási pályázatban is, így pl. a szupravezetőkre vagy félvezetőkre alapuló kvantumszámítógépek kutatás-fejlesztését célzó projektekben.

Az Óbudai Egyetem (OE) is kiemelt hangsúlyt helyez arra, hogy a legújabb technológiák, így a kvantumszámítástechnika-elmélet és gyakorlat is helyet kapjon a mérnökképzésben. Az egyetem hisz abban, hogy ez a dinamikusan fejlődő terület a kutatásokon túl, a gyakorlatban alkalmazható megoldásokat nyújthat az ipar és a gazdaság számára is a közeljövőben – írják.

A 2022 elején alapított Bosch Quantum Sensing startupnál jelenleg mintegy 30 munkatárs foglalkozik ezzel. A Bosch becslése szerint az orvosi és mobilitási alkalmazások éves globális piaci potenciálja a következő évtized közepére mintegy 5 milliárdos nagyságrendet ér majd el. A technológia jövőbeli felhasználásának egyik példája az idegi impulzusokat rögzítő szenzorok a mesterséges végtagok szabályozásához, a betegek életminőségének javításához. „Az orvosi technológiában létrehozott kvantumszenzorok tökéletesen illeszkednek az »Életre tervezve« szlogenünkhöz. Célunk, hogy az évtized végére vezető szerepet töltsünk be technológiánkkal” – mondta el Dr. Stefan Hartung, a Bosch igazgatóságának elnöke.

Kicsi a bors, de erős: a Bosch élen jár a miniatürizálásban

Ami a méretet illeti, a technológiai vállalat máris dobogós: mérési pontosságát tekintve a Bosch kvantumszenzor prototípusa a jelenleg elérhető legkisebb. Kompakt kialakítása jelentős előnyöket kínál mindenhol, ahol szűkös a hely – például ipari alkalmazásokban, járművekben, repülőgépekben vagy akár kórházi sürgősségi osztályokon. Minél kisebb a szenzor, annál nagyobbak az előnyei: a kisebb szenzorok hordozhatóak, olcsóbb az előállításuk, így méretezhetőbbek. „Célunk a kvantumszenzorok miniatürizálása addig a pontig, ahol egy chipbe integrálhatók” – mondta Dr. Katrin Kobe, a Bosch Quantum Sensing szenzorainak kereskedelmi forgalomba hozataláért felelős munkatársa. Mindez további szenzoralkalmazásokhoz vezethet.

Kvantumszenzorok mint potenciális életmentők

Az orvostudomány terén a Bosch kvantumszenzorok életeket menthetnek a jövőben. A szív természetes mágneses terének mérésével és az egyszerű, hosszabb idejű mérések lehetővé tételével sokkal több adatot tudnak szolgáltatni, mint a mai elektrokardiográfia (EKG). Az EKG készüléket elektródákkal közvetlenül a bőrre helyezik, így ha elcsúsznak, a mérések pontatlanok lesznek. Ezenkívül vészhelyzetben az EKG-készülék felhelyezése értékes időt vesz el. A kvantumszenzorok ezzel szemben a ruhába vagy a matracba is beépíthetők. Ez nemcsak a sürgősségi osztályon gyorsítja fel a diagnózist, hanem az otthoni felügyeletet is egyszerűvé és pontossá teszi. A pitvarfibrilláció – az életveszélyes stroke, a szívelégtelenség és a demencia egyik oka – érintés nélküli korai felismerésének lehetősége most először válik lehetővé. A Bosch megoldásával a kvantumszenzorok segítségével történő korai diagnózis a legjobb esetben akár halálos kimenetelű stroke megelőzéséhez is vezethet.

Rendkívül pontos navigáció a levegőben, a földön és a vízen

Az orvosi technológia mellett a kvantumszenzorok a mobilitás területén is használhatók. Ennek egyik példája a navigáció. A globális helymeghatározó rendszer (GPS) érzékeny az interferenciára, míg a kvantumszenzorok ellenállnak a külső hatásoknak, mivel a Föld változatlan mágneses terének mérésével működnek. Ez rendkívül pontos navigációt tesz lehetővé a levegőben, a földön és a vízen. A technológia az elektromobilitás terén is további jelentős előnyöket rejt. A jövőben a kvantumszenzorok az elektromos áram mágneses mezőjének precíz mérésére, így az akkumulátor pontos töltöttségi szintjének meghatározására is használhatók lesznek. Az eredmény a hátralévő megtehető távolság megbízhatóbb meghatározása lenne, ami lehetővé teszi az utazások jobb tervezését.