Kvantové technologie jsou jednou z nejsilnějších oblastí rakouské vědy a výzkumu. Zároveň se jedná o klíčovou technologii budoucích let. V zemi má kvantový výzkum dlouhou tradici. Jedním ze zakladatelů kvantové mechaniky byl rakouský fyzik a nobelista Erwin Schrödinger, dalším známým představitelem je rakouský držitel Nobelovy ceny za fyziku z roku 2022 Anton Zeilinger. Jeho výzkum má uplatnění mj. v oblasti kvantové kryptografie, která se zabývá pokročilými metodami šifrování.

Zástupci předních rakouských institucí pro kvantový výzkum, jakými jsou Univerzita Innsbruck, Rakouská akademie věd (ÖAW), Univerzita Vídeň a Institute of Science and Technology Austria (ISTA) jsou sdruženi v centru excelence Quantum Science Austria, které se zaměřuje na klíčové otázky týkající se kvantové povahy prostoru, času a gravitace, nových paradigmat kvantové informační vědy a fyziky uměle vytvořených mnohačásticových kvantových systémů. Předním centrem výzkumu je Institut pro kvantovou optiku a informace (IQOQI) akademie věd se sídly ve Vídni a Innsbrucku. Vídeňská pobočka se kromě základního výzkumu věnuje i novým možnostem konstrukce zařízení určených pro kvantovou komunikaci a kvantových počítačů na bázi fotonů. Fotonický minipočítač z dílny Vídeňské univerzity, který byl součástí družice ION vynesené raketou Falcon 9, se v loňském roce stal prvním kvantovým procesorem na světě nasazeným ve vesmíru. Namísto přenosu dat dodává satelit na zem přímo výsledky, které zpracovává.

Rakousko má několik pozemních stanic pro kvantovou komunikaci s družicemi k testování přenosu informací a propojení kvantových počítačů přes vesmír. V Innsbrucku probíhá také výzkum a simulace zařízení, která by mohla v budoucnu umožnit kvantový internet. Závod společnosti Infineon ve Villachu zase v posledních letech intenzivně investuje do vývoje čipů pro kvantové počítače na křemíkové bázi. Někteří analytici očekávají, že průlom v oblasti kvantových počítačů vyvolá boom srovnatelný se současným vzestupem firem v oblasti umělé inteligence. Podle analýzy Quantum Technology Monitor 2025 společnosti McKinsey by mohl celosvětový trh kvantových technologií do roku 2035 dosáhnout objemu až 97 mld. USD.

Investice do strategického odvětví

Rakouská podpora kvantového výzkumu prostřednictvím Fondu na podporu základního výzkumu (FWF) a společnosti na podporu aplikovaného výzkumu (FFG) přesáhla od poloviny 90. let částku 450 mil. EUR. V letošním roce končí také projekt Quantum Austria, který podporoval výzkum a rozvoj kvantových technologií z prostředků Národního plánu obnovy (NextGeneration EU). Odborníci a zástupci firem z dané oblasti však upozorňují, že pro udržení rakouské pozice v tomto perspektivním oboru je nutné zajistit stabilní finanční podporu i v příštích letech. Slabé místo má Rakousko zejména v dostupnosti rizikového kapitálu. Zatímco v oblasti umělé inteligence Evropa na USA a Čínu ztrácí, u kvantových technologií si dosud drží silnou pozici. Rakouská vláda si to uvědomuje a kvantové technologie jsou součástí nové rakouské průmyslové strategie, v jejímž rámci má být 9 klíčových oblastí rakouského průmyslu do roku 2029 podpořeno celkem 2,6 mld. eur. Město Vídeň plánuje vybudovat nové kvantové centrum, které má soustředit firmy, start-upy a výzkumné instituce na jednom místě a posílit jeho postavení jako evropského centra kvantového výzkumu a inovací. Projekt Quantum Technology Center o rozloze cca 15 600 m² v areálu Neu Marx v blízkosti připravovaného Life Science Center Vienna by měl být dokončen v roce 2033.

Komerční využití kvantových počítačů je na obzoru

Ačkoli využití menších kvantových počítačů již experimentálně funguje, od jejich komerčního nasazení jsme ještě nejspíš vzdáleni minimálně několik let. Jejich přínos se předpokládá v medicíně, u vývoje nových materiálů, v logistice a v dalších oblastech, kde je klíčovou otázkou optimalizace. V globálním závodu o komerčně využitelné kvantové počítače hrají významnou roli i dva rakouské spin-offy univerzity v Innsbrucku a Rakouské akademie věd. AQT se řadí mezi přední evropské výrobce iontových kvantových počítačů, zatímco ParityQC jako jeden z průkopníků v oboru nabízí architekturu a operační systém pro škálovatelné kvantové počítače. V řešení však dosud obecně zůstává, jak konstruovat větší a výkonnější varianty kvantových počítačů bez výrazného nárůstu chybovosti. 

Bezpečná komunikace v kvantovém věku

Kvantové počítače však nepředstavují pouze příležitosti, ale také hrozbu pro konvenčně zabezpečená data. Kvantové technologie tak jsou v praxi již nasazovány zejména v oblasti kryptografie. V letošním roce byl v rámci pilotního projektu televizní signál vysílání z rakouského parlamentu chráněn kvantovou kryptografií, která je obzvlášť bezpečnou metodou vytváření přístupových klíčů. Zároveň je odolná vůči pokusům o odposlouchávání, protože kvantové stavy nelze duplikovat a prostřednictvím vnějších rušivých faktorů dochází k jejich změně. Tyto nové metody šifrování chrání spolehlivěji nejen proti současným kybernetickým útokům, ale patří mezi nejslibnější metody ochrany komunikace před budoucími útoky kvantových počítačů. V rámci projektu QCI-CAT jako součást iniciativy Evropské komise EuroQCI proběhlo demonstrativní vybudování kvantově kryptograficky zabezpečené sítě na bázi kvantové distribuce klíče (QKD) pro komunikaci mezi rakouskými ministerstvy. Kvantové šifrování ve stále větší míře využívají poskytovatelé kritické infrastruktury, armády nebo finanční služby.      

Vedle kvantové kryptografie se rozvíjí také postkvantová kryptografie, která využívá standardní výpočetní technologie, ale je navržena tak, aby odolala i budoucím útokům kvantových počítačů. V této oblasti působí také česká společnost Wultra, která byla již druhým rokem po sobě uvedena jako jediný příklad dodavatele (sample vendor) pro postkvantovou autentizaci v renomované studii Gartner Hype Cycle for Digital Identity analytické a poradenské společnosti Gartner a svá řešení dlouhodobě rozvíjí tak, aby byla kryptograficky agilní a připravená na postkvantovou éru. Mezi zákazníky Wultry patří například rakouská banka Raiffeisen Bank International. Je tak zřejmé, že i v zemi s velmi vyspělým kvantovým výzkumem mají inovativní řešení českých firem šanci. Při získávání nových obchodních kontaktů a zákazníků na rakouském trhu využila společnost Wultra rovněž podporu obchodně-ekonomického úseku velvyslanectví. Ten firmě pomohl zejména při navázání obchodních kontaktů s vybranými rakouskými bankami a uplatnění metod pokročilé autentizace pro mobilní zařízení.