Wielka fizyka w najmniejszej skaliKomputer kwantowy pracujący z szybkością myśli i wykorzystujący zasady informacji kwantowej istnieje na razie w fantastyce naukowej. Jednak już teraz informacja kwantowa wykorzystywana jest w super bezpiecznym szyfrowaniu przesyłanych danych. Światowej sławy potęgą w tej dziedzinie fizyki jest Uniwersytet Gdański. Wykładowcy Instytutu Fizyki Teoretycznej i Astrofizyki publikują w najbardziej renomowanych czasopismach naukowych takich jak: Nature czy Physical review. Studenci mają szansę testowania formuł opartych na mechanice kwantowej a wykorzystywanych w kwantowej informacji w unikalnej Pracowni Informacji Kwantowej w Instytucie Fizyki Doświadczalnej w trakcie kursowych zajęć dydaktycznych.

Fizykę można studiować na około 20 uczelniach w Polsce. Dlaczego trzeba zainteresować się tym kierunkiem na Wydziale Matematyki, Fizyki i Informatyki Uniwersytetu Gdańskiego?

- Cóż, warto studiować fizykę na Uniwersytecie Gdańskim, bo jesteśmy po prostu bardzo mocni w tej dziedzinie” - mówi prof. dr hab. Marek Żukowski z Instytutu Fizyki Teoretycznej i Astrofizyki Uniwersytetu Gdańskiego. Można ją tutaj studiować nie tylko na studiach licencjackich, magisterskich, ale i doktoranckich. - Gdańska fizyka specjalizuje się m.in. w takich obszarach jak w fizyka atomowa, fizyka ciała stałego, spektroskopia molekularna, fizyka matematyczna - mówi dr Maria Alicka, wicedyrektor Instytutu Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Gdańskiego. Jednak to w dziedzinie informatyki kwantowej Wydział jest prawdziwą potęgą nie tylko w Europie, ale i w skali globalnej.

Marząc o komputerze kwantowym

Co to jest informacja kwantowa? To błyskawicznie rozwijająca się dziedzina fizyki badająca zjawiska w skali subatomowej czyli w najmniejszej z możliwych. Zajmuje się m.in. splątaniem kwantowym i korelacjami Einsteina – Podolskiego - Rosena (EPR), zjawiskami których nie była w stanie wyjaśnić klasyczna fizyka. Dziedzinę tę stworzyło kilku wybitnych naukowców z najlepszych uczelni zajmujących się naukami ścisłymi. Prof. Żukowski wraz ze zespołem współpracowników na Uniwersytecie Gdańskim należą do twórców i prekursorów informacji kwantowej. Za wkład do tej dziedziny został laureatem tzw. Polskiego Nobla w obszarze nauk matematyczno - fizycznych i inżynierskich czyli nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

Naukowcy na całym świecie zarówno w ośrodkach uniwersyteckich jak i w wielkich korporacjach prowadzą intensywne badania nad możliwościami zastosowań informacji kwantowej. Powód jest prosty. Pomimo, że informację kwantową zalicza się do fizyki teoretycznej, to można ją wykorzystywać praktycznie, np. w informatyce i telekomunikacji. Świętym Graalem rozpalającym emocje badaczy i opinii publicznej jest tutaj komputer kwantowy. To maszyna cyfrowa, która ma rozwiązywać w kilkanaście minut problemy, które obecnym superkomputerom zajmują całe lata czyli nadzieja na szybkie opracowywanie wielkich zasobów danych. Pozwoliłoby to na skok jakościowy w tak różnych dziedzinach jak np. prognozowanie pogody w meteorologii czy poszukiwanie przez służby specjalne niebezpiecznych treści pośród milionów rozmów telefonicznych i komunikacji internetowej. Taki sprzęt przydałby się też naukowcom do przeprowadzania symulacji eksperymentów, które w realnym świecie pochłaniają mnóstwo czasu i pieniędzy.

Szyfry nie do złamania

Moim zdaniem jednak do wynalezienia komputera kwantowego jeszcze nam wszystkim daleko - uśmiecha się prof. Żukowski. Jednak już teraz można wykorzystywać informację kwantową do szyfrowania przesyłanych danych, w kryptografii. Wykorzystanie kwantów w stanie splątania umieszczonych w dwóch różnych miejscach na świecie pozwala przesłać informację nie tylko szybko jak myśl, ale także w formie niemożliwej do odszyfrowania. Takimi rozwiązaniami interesują się nie tylko siły zbrojne czy służby wywiadowcze na całym świecie. Wyczekują ich także firmy finansowe, ubezpieczeniowe czy telekomunikacyjne. - Na razie działamy w warunkach laboratoryjnych, ale już wkrótce nasz model będzie wykorzystywany na skalę przemysłową - przewiduje prof. Żukowski.


Naukowcy zazdroszczą

Dostęp do nowoczesnych laboratoriów fizycznych na Wydziale Matematyki Fizyki i Informatyki Uniwersytetu Gdańskiego mają nie tylko naukowcy, ale i studenci. W dydaktycznych laboratoriach fizycznych studenci wszystkich trzech stopni ( od licencjatu do studiów doktoranckich) odbywają zajęcia laboratoryjne korzystając np. ze skaningowego mikroskopu elektronowego, nowoczesnych spektroskopów, spektrofluorymetrów, spektrometrów w tym z w pełni zautomatyzowanego spektrometru ramanowskiego (wart aż 850 tys. zł i jest jednym z trzech działających na świecie; dwa pozostałe znajdują się na uczelniach w USA i Japonii), modułów rentgenowskich itd. Wydział oddaje więc w ręce studentów nowoczesną aparaturę, o parametrach jakich mogą pozazdrościć pracownicy naukowi w wielu światowych ośrodkach uniwersyteckich. Duży nacisk kładziony jest na zapewnienie studentom nauki komputerowego opracowywania uzyskiwanych danych pomiarowych. Stanowiska doświadczalne są skomputeryzowane a oprogramowanie najnowsze. Nowoczesna aparatura w dydaktycznych laboratoriach studenckich umożliwia wysoki poziom wykonywanych przy jej pomocy prac dyplomowych.

- W ramach mojej pracy dyplomowej prowadzę badania nad spektroskopią ciśnieniową domieszkowanych kryształów. Badam zmiany właściwości fizycznych tych kryształów poddanych wysokim ciśnieniom. Takie badania mogą pomóc w wynalezieniu nowych, wytrzymałych substancji - mówi Bartosz Halman, student fizyki Ina Uniwersytecie Gdańskim.

Pomimo problemów z finansowaniem polskiej nauki przez budżet, badania naukowe na Fizyce na Uniwersytecie Gdańskim nie odczuwają tych ograniczeń. Dzięki silnej pozycji naukowej gdańskiej fizyki pozyskiwane są granty zarówno na badania jak i na ożywione kontakty naukowe z wiodącymi ośrodkami na świecie, na wyjazdy na konferencje, wymianę naukową . We wszystkie te formy zaangażowani są także studenci – otrzymują stypendia, korzystają z wyjazdów i programów wymiany.

Rozchwytywani fizycy

Na Wydziale Matematyki, Fizyki i Informatyki Uniwersytetu Gdańskiego pryska mit o bezrobotnych absolwentach studiów. Odsetek bezrobotnych absolwentów fizyki wynosi tam “zero”.
Jedna ścieżka kariery zawodowej wiąże się oczywiście z pracą naukową.

- Kiedyś chciałem pracować w biznesie, skończyłem nawet studia z zarządzania - mówi dr Marcin Pawłowski i dodaje: „Kiedy jednak okazało się, że w globalnej korporacji musiałbym dostosować się do bezsensownych reguł i wspinać się przez lata po długiej drabinie kariery, zacząłem studia z fizyki”. Teraz dr Pawłowski ma na Uniwersytecie Gdańskim swoją grupę badawczą. - Zajmujmy się informacją kwantową, robię coś, co jest wspaniałe i zarobić można naprawdę nieźle. Jestem wygrany - mówi dr Pawłowski.

Część absolwentów może znaleźć zatrudnienie w sopockim Krajowym Centrum Informacji Kwantowej (KCIK). KCIK został założony przez Uniwersytet Gdański i jest obecnie jednym z wiodących ośrodków pracujących w dziedzinie kwantowej Informacji. - Zajmuję się metodami matematycznymi w fizyce, które pomagają opisywać zjawiska kwantowe. Dlatego mam nadzieję, że po studiach będę mógł pracować w sopockim Centrum - mówi Tomasz Młynik, student fizyki na Uniwersytecie Gdańskim.

Absolwenci fizyki na Wydziale Matematyki, Fizyki i Informatyki Uniwersytetu Gdańskiego znajdują pracę nie tylko w ośrodkach naukowych, ale bez trudu także we wszelkiego typu laboratoriach badawczych chemicznych, biologicznych, medycznych, firmach ubezpieczeniowych, agencjach rządowych, firmach wykorzystujących nanotechnologię, firmach informatycznych.

Poza nauką, naturalnym obszarem aktywności zawodowej po studiach na kierunku Fizyka na Uniwersytecie Gdańskim jest gospodarka oparta na wiedzy.

- Nasi absolwenci dzięki intensywnemu treningowi mózgów w trakcie studiów i nabytym umiejętnościom, łatwo mogą przystosować się do pracy w różnych gałęziach biznesu opartego na nowych technologiach nie tylko w kraju ale i na świecie - mówi dr Maria Alicka.