English
Executivul a aprobat, prin HG, Strategia Națională în domeniul tehnologiilor cuantice (SNTC) pentru perioada
2024 - 2029. Potrivit unui comunicat al Guvernului, documentul propune aducerea tehnologiilor cuantice la nivelul de aplicabilitate și creșterea contribuției acestora la dezvoltarea unei lumi mai bine conectate și mai sigure, precum și consolidarea poziției României ca lider în domeniul inovării și tehnologiei cuantice. Astfel, se are în vedere „crearea cadrului național privind dezvoltarea tehnologiilor cuantice în vederea valorificării oportunităților oferite de acestea. Strategia vizează inclusiv impulsionarea mediului de afaceri național și atragerea de expertiză și fonduri externe, ambele având capacitatea de a asigura dezvoltarea tehnologică și economică a României în domeniul tehnologiilor cuantice". Prezentăm, în continuare, câteva elemente din acest document, de interes pentru comunitatea inginerească și nu numai.
- Credit foto: www.freepik.com
Un instrument major în asigurarea progresului științifico-tehnic
Valorizând atuurile deja deținute pe segmentul IT&C, reprezentate de calitatea proceselor educaționale în acest domeniu, de numărul mare de specialiști români și de caracterul inovator manifestat în dezvoltarea de aplicații IT, un rezultat notabil va fi reprezentat de generarea avansului României în segmentul de dezvoltare de aplicații specifice pentru tehnologiile cuantice. Totodată - menționează reprezentanții Guvernului - prin obiectivele stabilite, SNTC creează premisele unor rezultate notabile în domeniul securității cibernetice, tehnologiile cuantice având capabilitatea de a contribui decisiv la creșterea rezilienței infrastructurilor informatice și de comunicații de interes național, respectiv la contracararea amenințărilor provenite din spațiul cibernetic.
Strategia descrie modul în care România poate valorifica oportunitățile oferite de tehnologiile cuantice. Dezideratul țării noastre în domeniul tehnologiilor cuantice nu va putea fi realizat lucrând unilateral - fiecare parte a ecosistemului cuantic trebuie să acționeze în vederea atingerii unui scop comun - cooperarea dintre instituțiile publice, entitățile private și mediul academic reprezentând o condiție esențială pentru îndeplinirea obiectivelor. Strategia valorifică punctele forte ale industriei, afacerilor, universităților și partenerilor internaționali pentru ca România să atingă dezideratul oportunității oferite de domeniul tehnologiilor cuantice.
În următorii zece ani, tehnologiile cuantice vor revoluționa multe aspecte ale vieții și vor aduce la nivel global beneficii enorme economiei, societății și modului în care ne putem proteja planeta. Dezvoltarea în domeniul cuantic trebuie să reprezinte una dintre prioritățile de vârf pentru autorități, axată pe stabilirea unui plan pentru următoarea perioadă, care să se bazeze pe rezultatele obținute până în prezent, dar mai ales pe valorificarea potențialului de inovare în domeniul acestor tehnologii.
Tehnologiile cuantice se bazează pe analiza fenomenelor care se produc la nivel atomic, oferind în viitorul apropiat soluții la probleme complexe care în prezent sunt imposibil de rezolvat chiar și cu cel mai puternic sistem informatic clasic de înaltă performanță, creând premisele atingerii unor frontiere complet noi în detecție, sincronizare, imagistică și comunicații.
Astăzi, tehnologiile cuantice de a doua generație fac posibilă realizarea unor progrese cu totul noi, bazate pe capacitatea de a genera, detecta și controla stări cuantice. Ne aflăm în pragul unui nou val de inovații, care va oferi o schimbare treptată a performanței, de la o creștere fără precedent a puterii de calcul, la senzori extrem de preciși și comunicații îmbunătățite. De exemplu, tehnologia cuantică ar putea ajuta la dezvoltarea de noi baterii auto, medicamente, materiale, rețele de comunicații, senzori și progrese în inteligența artificială, precum și produse cu dublă utilizare.
Avantajele pe care le vor oferi aceste tehnologii cuantice, alături de inteligența artificială, calculul de înaltă performanță (HPC) și o suită mai largă de tehnologii vor transforma modul în care interacționăm cu lumea. Astfel de tehnologii au potențialul de a crește reziliența, securitatea și apărarea națională, securitatea cibernetică, productivitatea și competitivitatea în multe sectoare critice, precum sănătatea, industria, educația și mediul de afaceri și ajută la abordarea unora dintre cele mai mari provocări cu care ne confruntăm.
- Credit foto: www.freepik.com
Analiza contextului și definirea problemelor
Tehnologiile cuantice au potențialul de a crea o industrie strategică, care captează valoare prin schimbarea modului de desfășurare a activității în toate industriile, de exemplu: descoperirea medicamentelor, proiectarea bateriilor de generație următoare, analiza coroziunii, analiza structurală a autovehiculelor, designul de materiale noi, conversia solară, catalizatori, proiectare enzimatică, detectarea fraudei, investigații cibernetice, clasament și clasificare parțială, durabilitate, managementul de trafic, optimizarea rutelor de zbor, gestionarea riscurilor, optimizarea portofoliului și optimizarea rețelei de energie. „În esență, cantitatea reprezintă o «industrie a industriilor», prin adăugarea de valoare industriilor deja stabilite", spun autorii Strategiei.
Tehnologiile și materialele cuantice vor fi utilizate în diferite sectoare și vor modela multe domenii ale economiei noastre. Acestea pot aduce beneficii economice, de productivitate, sociale și de mediu semnificative.
Timpul de a acționa este acum, pe toate fronturile: cercetare, găsire/formare de talente, comercializare, internaționalizare și securitate.
Există patru domenii tehnologice cuantice, egale ca importanță:
- calculul cuantic: zona de bază pentru dezvoltarea noilor algoritmi, ce va avea o creștere exponențială;
- comunicațiile cuantice: utilizarea fizicii cuantice în comunicații;
- detecție cuantică și metrologie: strategia pentru dezvoltarea senzorilor cuantici;
- criptografie quantum-safe/post cuantică: acest tip de criptare are legătură tangențială cu conceptul de calculator cuantic, implică algoritmi de criptare eficienți (Shor și Grover), care împiedică decriptarea cheilor simetrice sau asimetrice folosite în prezent.
- Credit foto: www.freepik.com
Calcul cuantic
Computerele cuantice se bazează pe qbiți - biți cuantici - și sunt capabile să ruleze algoritmi într-un mod radical diferit de computerele convenționale. Această putere de calcul este deja disponibilă și a permis soluționarea anumitor probleme care nu au putut fi rezolvate altfel (de exemplu, simularea moleculei de cofeină). Algoritmii cuantici, care îi depășesc pe echivalenții convenționali, au fost dezvoltați pentru mai multe domenii, inclusiv calculul proprietăților materialelor și substanțelor chimice sau recunoașterea modelului matematic. Una dintre aplicabilitățile critice ale computerelor cuantice este descompunerea în factori primi a numerelor mari, ceea ce poziționează computerele cuantice ca o amenințare enormă la adresa standardelor de criptare utilizate în prezent.
Comunicații cuantice, criptografie post cuantică
Rețelele cuantice facilitează schimbul de resurse cuantice care permit comunicarea prin mijloace neconvenționale. Rețelele cuantice folosesc stări cuantice bazate pe fotoni care sunt compatibile cu infrastructura digitală actuală. Soluțiile existente pe piață pot fi utilizate pentru o comunicare securizată, folosind standardul punct-la-punct al datelor în format digital, de exemplu, în înregistrări de sănătate, tranzacții financiare sau alte informații de importanță strategică. Tehnologia va fi dezvoltată în continuare pentru a oferi o rețea cuantică diversă și multifuncțională - un nou model de internet cuantic format din noduri cuantice conectate reciproc (de exemplu, computere și senzori), care permit protocoale avansate, securizate și transmiterea securizată a semnăturilor, concomitent cu identificarea tuturor partenerilor de comunicare.
Puterea de calcul a computerelor cuantice ar putea conduce, într-un viitor apropiat, la spargerea criptării standard utilizată astăzi în infrastructura critică. Astfel, dezvoltarea unor sisteme criptografice sigure atât împotriva computerelor cuantice, cât și a celor clasice, și care pot interopera cu protocoalele și rețelele de comunicații existente, reprezintă un imperativ în dezvoltarea instrumentarului ce va permite României să se protejeze împotriva riscurilor generate de caracterul de dublă utilizare a tehnologiilor cuantice. Totodată, soluția adoptată la nivelul altor state de creare a unui index de referință pentru aplicațiile care utilizează criptarea în prezent poate reprezenta un pilon-cheie al înlocuirii sau modernizării aplicațiilor, odată ce strategiile de implementare a criptografiei post-cuantice au atins un nivel avansat de maturitate.
- Credit foto: www.freepik.com
Detecție cuantică și metrologie
Senzorii cuantici vor oferi cele mai precise măsurători în multe domenii, crescând performanța dispozitivelor și serviciilor aferente, de la diagnosticarea și imagistica medicală, navigația satelitară de înaltă precizie, observarea și monitorizarea pământului, la viitoare aplicații IoT. Măsurarea cuantică utilizează tehnologii cuantice pentru a realiza tehnici și standarde de măsurare extrem de reproductibile și universale în cadrul Sistemului International de unități (de exemplu, măsurători de timp sau electrice), cu un impact mare asupra industriei, economiei și asupra societății în general (competitivitatea industriei, comerțul echitabil, securitatea consumatorilor).
Exploatarea senzorilor cuantici va îmbunătăți, de asemenea, performanța sistemelor de imagistică în ceea ce privește rezoluția, sensibilitatea, zgomotul și extinderea gamei de aplicabilitate. Aceștia au o gamă largă de potențiale aplicații, cum ar fi științele vieții, asistența medicală, științele pământului, apărarea, științele mediului, chimia și stocarea și prelucrarea datelor.
Obiective generale, obiective specifice și direcții de acțiune
Scopul Strategiei vizează crearea unui ecosistem cuantic eficient, durabil, competitiv la nivel internațional, integrat pe deplin în sistemul european, și menținerea unor legături puternice cu partenerii strategici din afara Europei. Îmbunătățirea profilului României la nivel internațional în domeniul tehnologiilor cuantice implică stabilirea unor obiective strategice și a unor acțiuni specifice pe palierul cooperării internaționale, pornind de la așezarea pe baze solide a domeniului la nivel național.
Ariile de activitate cuprind angajarea în inițiative de colaborare la nivelul ecosistemului cuantic și comunității transatlantice și la nivel bilateral cu alte state, asigurarea participării la negocierile și evenimentele internaționale, inclusiv cele de la nivelul UE și NATO, contribuția la dezvoltarea standardelor internaționale în domeniul tehnologiilor cuantice, promovarea practicilor etice și a principiilor de utilizare responsabilă în dezvoltarea și utilizarea acestor tehnologii.
Strategia se axează pe 3 obiective generale (OG), cărora le sunt atribuite 7 obiective specifice (OS) care aduc un plus de detaliu și specificitate.
- Credit foto: www.freepik.com
OG1 - Asigurarea resurselor necesare pentru dezvoltarea domeniului tehnologiilor cuantice
OS1.1: Consolidarea cercetării și inovării în domeniul tehnologiilor cuantice
Se are în vedere alocarea unui buget semnificativ pentru investiții în cercetare și dezvoltare în domeniul tehnologiilor cuantice, cu scopul de a atrage surse de finanțare externe în acest sector, precum și de a stimula investițiile private și parteneriatele public-privat în domeniu.
Vor fi realizate audituri naționale ale infrastructurii cuantice - prin intermediul unei noi instituții, denumită Autoritatea Națională pentru Științe și Tehnologii Cuantice (ANSTC), aflată în subordinea Ministerului Cercetării, Inovării și Digitalizării (MCID) - care să permită cercetarea cuantică. Auditul va identifica lacunele de capacitate și de domenii pentru investiții dedicate - precum inteligența artificială, inginerie biologică, semiconductori și telecomunicațiile viitoare - inclusiv accesul la capacitățile de calcul cuantic.
Se va înființa, la nivelul ANSTC, un centru de inovare în domeniul tehnologiilor cuantice, Quantum Innovation Center (QIC), pentru dezvoltarea și testarea acestor tehnologii, cu scopul de a reuni utilizatorii naționali și internaționali de aplicații cuantice și a contribui la dezvoltarea ecosistemului de cercetare. Se vor avea în vedere calculul cuantic, rețelele cuantice, senzorii cuantici și criptografia cuantică.
Vor mai fi adoptate, printre altele, măsuri care să creeze și să consolideze capabilitățile naționale de dezvoltare de aplicații software pentru tehnologii cuantice, ca avantaj competitiv al României în cadrul unor parteneriate internaționale. Se va valoriza, astfel, resursa umană specializată, fără a ne baza doar pe finanțări consistente necesare pentru activități de cercetare-dezvoltare.
La nivelul ANSTC urmează a se înființa Comitetul operativ de competențe cuantice (COCC), reunind industria, mediul academic și societățile profesionale cu agențiile guvernamentale relevante, pentru a se asigura că sistemul de competențe cuantice este ghidat de nevoile relevante. COCC va conlucra în vederea elaborării și publicării unui plan de acțiune privind competențele, în termen de 6 luni de la înființare.
Aceste acțiuni imediate abordează provocările și oportunitățile identificate în această Strategie prin: sprijinirea mediului academic, industria și comunitatea pentru a lucra în comun în vederea rezolvării provocărilor prin utilizarea capacităților cuantice; dezvoltarea ecosistemului cuantic al României, prin îmbunătățirea coordonării și colaborării dintre cercetare și industrie.
În vederea îndeplinirii acțiunilor asumate, România poate beneficia de oportunitățile oferite de Regulamentul UE 2024/795, prin care se instituie platforma „Tehnologii strategice pentru Europa" (STEP), întrucât acest document pune un accent puternic pe dezvoltarea și producția de tehnologii critice (inclusiv tehnologii cuantice), ca un mijloc de a reduce dependențele strategice ale UE și de a îmbunătăți competitivitatea industriei europene. Astfel, Regulamentul oferă noi oportunități de finanțare prin platforma STEP, subliniind totodată necesitatea de a stimula colaborarea dintre sectorul public, privat și mediul academic pentru cercetare, dezvoltare și inovare, inclusiv în domeniul tehnologiilor cuantice.
OS1.2: Crearea/accesul la o infrastructură cuantică esențială
Se are în vedere crearea unor programe de accelerare, care să dezvolte sectoarele tehnologice și companiile specifice și care să aibă capacitatea să grăbească procesul de maturizare comercială și tehnologică, bazându-se pe punctele cheie, promovând în același timp oportunități semnificative de piață. Programele de accelerare vor ajuta la creșterea vitezei comercializării, industrializării și întăririi legăturii sectorului cu utilizatorii finali. Se vor asigura mecanismele necesare demarării unei campanii naționale de promovare, susținută prin organizarea unei caravane, în următorii 3 ani, pentru a finanța un accelerator pentru rețelele cuantice, un program de colaborare cu industria.
Progresele continue în domeniul HPC ajută deja la accelerarea inovației, în timp ce pandemia de COVID-19 a evidențiat importanța descoperirilor științifice pentru proiectarea de noi medicamente, vaccinuri și produse farmaceutice. Calculul de înaltă performanță, inteligența artificială, calculul cuantic și tehnologiile de cloud hibrid converg în mod colectiv pentru a accelera descoperirea în știință și afaceri și pentru a cultiva forța de muncă a viitorului.
Potențiala găzduire a calculatoarelor cuantice de clasă mondială în facilități sigure pe teritoriul României ar putea oferi acces dedicat, extins pentru cercetătorii din mediul academic și guvernamental și pentru industrie și va permite start-up-urilor din domeniul tehnologiilor cuantice să se dezvolte. Facilitarea accesului la infrastructură de calcul cuantic ar putea consolida poziția de lider a României în domeniul științei cuantice, al afacerilor și al educației și ar putea beneficia de o poziție mai puternică pentru a atrage și a păstra talente de înaltă calificare, pe măsură ce concurența globală se intensifică.
Totodată, România ar trebui să sprijine tehnologiile cuantice și fotonice, inclusiv producția internă de hardware și componente avansate critice, asigurând astfel componente importante ale calculului hibrid și ale lanțului de aprovizionare cuantic. În plus, fabricarea acestor componente hardware critice pentru tehnologia cuantică va favoriza o colaborare internațională sporită cu alți parteneri.
OS1.3: Atragerea, formarea și retenția eficientă a resursei umane calificate în domeniul cuantic
Dezvoltarea, implementarea și operaționalizarea tehnologiilor cuantice la nivel național se poate realiza doar prin dezvoltarea și retenția resursei umane înalt calificate în acest domeniu. Astfel, este necesară dezvoltarea și implementarea unor programe educaționale dedicate, care să încurajeze dezvoltarea și specializarea resurselor umane. Pentru îndeplinirea acestui deziderat, România poate beneficia inclusiv de oportunitățile financiare oferite prin Fondul Social European Plus (FSE+), care se concentrează pe îmbunătățirea ocupării forței de muncă, educației, competențelor sociale și luptei împotriva sărăciei în Europa, sprijinind inclusiv dezvoltarea competențelor și formarea în domenii STEM (știință, tehnologie, inginerie și matematică).
Strategia prevede, între altele, introducerea unor cursuri obligatorii și/sau opționale dedicate tehnologiilor cuantice (care să se bazeze primordial pe domeniile fizicii, dar să cuprindă inclusiv aspecte din matematică și informatică), care să aibă o aplicabilitate ridicată în domenii relevante (biologie, medicină, mecanică, construcții și inginerie, tehnologia materialelor, electricitate, electronică și automatizate, domeniul bancar etc.).
De asemenea, se intenționează identificarea și introducerea unor noi calificări relevante pentru domeniul comunicațiilor cuantice și actualizarea Registrului Național al Calificărilor Profesionale din România și a Cadrului Național al Calificărilor.
OG2 - Dezvoltarea industriei naționale în domeniul cuantic
OS2.1: Consolidarea industriei software ca pilon de dezvoltare la nivel național în domeniul tehnologiilor cuantice
Industria software reprezintă un pilon vital în consolidarea ecosistemului cuantic la nivel național având în vedere rolul acesteia pentru crearea de algoritmi dedicați tehnologiilor cuantice și pentru optimizarea securității sistemelor cuantice, pentru accelerarea adopției acestora cu factor multiplicator în dezvoltarea altor ramuri industriale, precum și pentru consolidarea unei resurse umane specializate.
Vor fi identificate măsuri de atragere a talentelor din zona tehnologiilor cuantice globale, poziționând România ca o destinație de top pentru a construi o carieră prosperă în acest domeniu. Aceasta include promovarea activă a României ca destinație pentru profesioniștii din industria cuantică și din industriile adiacente, inclusiv prin programe de stimulente specifice, migrație de calificări și atragere de talente.
OS2.2: Asigurarea standardelor de securitate cibernetică în domeniul tehnologiilor cuantice
Operaționalizarea și utilizarea tehnologiilor cuantice presupune implementarea unor măsuri de securitate cibernetică riguroase, care să asigure un deziderat de security by design. Având în vedere oportunitățile integrării tehnologiilor cuantice în domenii de interes strategic la nivel național, prevenirea materializării unor atacuri cibernetice și asigurarea confidențialității, integrității și disponibilității datelor vehiculate la nivelul acestora reprezintă condiții esențiale pentru dezvoltarea și implementarea unor astfel de tehnologii.
- Credit foto: www.freepik.com
OG3: Consolidarea poziției României în arhitectura internațională a domeniului cuantic
OS3.1: Dezvoltarea unui ecosistem cuantic etic și incluziv
Crearea și gestionarea tehnologiilor cuantice și a infrastructurii aferente presupune respectarea unor criterii de etică și incluziune, atât din perspectiva respectării standardelor de confidențialitate, siguranță și protecție a datelor, cât și din perspectiva asigurării accesului egal la astfel de tehnologii emergente.
OS3.2: Asigurarea cooperării internaționale
Susținerea cooperărilor internaționale în domeniul dezvoltării tehnologiilor cuantice, atât la nivelul instrumentelor consacrate în care România este parte, respectiv participarea activă în proiectele și inițiativele UE, cum sunt EuroQCI și Quantum Flagship, cât și cu potențiale alte surse de cunoaștere și de colaborare, cu accent pe protejarea intereselor naționale și evaluarea riguroasă a riscurilor.