Holandsko, rovnako ako celá Európa, sa snaží zaujať vedúce postavenie v kvantovej technológii a fotonike. To sa však podarí len vtedy, ak sa poznatky získané v laboratóriách skutočne premenia na prototypy a riešenia. Prvé iniciatívy sa v Holandsku už začínajú rozvíjať: od čipov, ktoré využívajú fotoniku na analýzu vzoriek krvi alebo moču, až po pokročilé kamery, ktoré detekujú choroby u hospodárskych zvierat a rastlín. Univerzity aplikovaných vied zohrávajú v tomto procese kľúčovú úlohu.
Tento posledný bod zdôraznil Jetske Verkerk, člen MT pre znalosti a inovácie na Ministerstve hospodárstva, počas sympózia o nanotechnológiách, kvantovej technológii a fotonike, ktoré sa konalo na Amsterdamskej univerzite aplikovaných vied (AUAS).
Sme na prahu zásadného obratu, vyhlásil Verkerk. Tak ako mobilný telefón dramaticky zmenil spoločnosť spôsobmi, ktoré sa len ťažko predvídali, podobná revolúcia nás čaká aj v oblasti kvantovej technológie.
Priorita pre Holandsko a Európu
Tieto technológie úplne zmenia spôsob, akým žijeme, pracujeme a inovujeme. Verkerk poukázal na to, že Holandsko a Európa to predvídali a preto chcú zaujať vedúce postavenie v kvantovej technológii a fotonike.
Preto Národná technologická stratégia identifikuje kvantovú technológiu a fotoniku ako priority. Okrem toho existujú značné investície na európskej úrovni prostredníctvom programov, ako je Horizont Európa.
Inovácie vznikajú z verejno-súkromných partnerstiev
Cieľ dosiahnutia tohto vedúceho postavenia sa zdá byť dosiahnuteľný: Holandsko je relatívne ďaleko vo vývoji a zavádzaní kvantovej technológie. Verejno-súkromné partnerstvá sú nevyhnutné na rozbehnutie kvantovej a fotonickej revolúcie, argumentoval Verkerk. Inovácie vznikajú práve zo spolupráce medzi najmodernejšími laboratóriami, výskumníkmi, študentmi, startupmi a scaleupmi. Európa tiež výrazne investuje do týchto verejno-súkromných partnerstiev.
Základné znalosti nestačia
Na druhej strane, prenos základných vedomostí do startupov – a v konečnom dôsledku do spoločenského vplyvu – zostáva pre Holandsko výzvou, uviedol Verkerk. Univerzity aplikovaných vied pomáhajú túto medzeru vyplniť ako žiadne iné. „Potrebujeme viac než len základný výskum.“ Súkromný sektor volá po aplikovanom výskume, ako aj po talentoch, ktoré môžu okamžite začať pracovať. A práve v tomto smere zohrávajú univerzity aplikovaných vied kľúčovú úlohu.“
Objavujú sa prvé príležitosti
„Univerzity aplikovaných vied sú aktívne na vyšších úrovniach technologickej pripravenosti; pripravujú nové technológie na použitie v spoločnostiach a spoločnosti,“ uviedol profesor kvantových výpočtov Marten Teitsma, ktorý organizoval sympózium o nanotechnológiách, kvantových technológiách a fotonike.
V súčasnosti výskumníci a študenti z vyšších odborných škôl vyvíjajú prvé, začínajúce riešenia v Holandsku, ktoré využívajú kvantovú technológiu, fotoniku a nanotechnológiu. Na tento účel univerzity aplikovaných vied spolupracujú so startupmi, technickými univerzitami a inštitúciami vyššieho stredného odborného vzdelávania v rámci stimulačných programov, ako sú Quantum Delta Netherlands a PhotonDelta. Množstvo sľubných projektov ukazuje, čo sa v Holandsku v oblasti kvantovej technológie a fotoniky už deje.
Detekcia rakoviny močového mechúra
Napríklad Haagska univerzita aplikovaných vied vyvíja „senzor povrchovej akustickej vlny“ umiestnený na čipe na detekciu rakoviny prostaty alebo močového mechúra v moči. Rakovina by sa dala zistiť skôr, ako je v súčasnosti možné, vďaka pokročilej technológii, ktorá meria odchýlku zvukových vĺn na senzore – hoci minimálnu – v reakcii na určité biomarkery.
Tento projekt, ktorý vedie profesor John Bolte v spolupráci s TU Delft a Erasmus MC, je stále vo fáze výskumu. Prototyp tohto senzora by však mohol jasne identifikovať, že niekto nemal rakovinu močového mechúra alebo prostaty v 1 z 10 prípadov – čo je už teraz pozitívny výsledok pre Erasmus MC, pretože by to mohlo v budúcnosti ušetriť mnoho konzultácií.
Analýza moču alebo krvi pomocou „fotonických čipov“
Na Saxion University of Applied Sciences (Enschede) profesor aplikovanej nanotechnológie Cas Damen pracuje na využití fotoniky na „biosenzory“. V súčasnosti medzi odberom krvi alebo moču a ich analýzou uplynie veľa času. Pomohlo by, keby bol výsledok známy do piatich minút. Na tento účel výskumníci vyvíjajú riešenie založené na „fotonických čipoch“.
Tieto čipy obsahujú biochemickú vrstvu, ktorá sa viaže na častice z krvi alebo moču. Táto reakcia potom mení optické vlastnosti svetelného vlnovodu. V súčasnosti výskumníci nasadzujú tieto čipy na detekciu abnormálnych hladín inzulínu, ktoré sú skorším indikátorom cukrovky ako hladiny glukózy (s grantom RAAK PRO).
Ďalšou aplikáciou fotoniky je, že výskumníci merajú vnútorný ohyb katétra pomocou anomálneho odrazu na fotonických čipoch – niečoho, čo je na MRI snímke sotva viditeľné.
Nové riešenie pre sektor poľnohospodárstva a záhradníctva
V blízkosti regiónu Westland pracujú výskumníci a študenti z Haagskej univerzity aplikovaných vied na fotonických aplikáciách pre pestovanie zeleniny a ovocia v skleníkoch. Pod vedením profesora fotoniky Stevena van den Berga vyvinuli kameru, ktorá využíva spektrálne zobrazovanie – vysoko presnú analýzu vlnových dĺžok a farieb – na detekciu chorôb rastlín vo veľmi skorom štádiu.
S touto aplikáciou dokážu ľahko odhaliť pleseň na listoch ruží alebo hnilobu vo vnútri sladkých paprík – niečo, čo nie je zvonku viditeľné. Táto aplikácia, vlastnoručne vytlačená a vlastnoručne zostavená (na základe čiernobielej kamery a niekoľkých farebných LED diód), stojí 350 eur, zatiaľ čo spektrálne kamery s podobnou funkcionalitou stoja 50 000 eur.
Analýza holandského podpovrchového prostredia a čiernych dier
Jednou z aplikácií kvantovej technológie je „kvantové snímanie“, ktoré sa používa na detekciu veľmi slabých elektromagnetických polí meraním zmien na kvantovej úrovni. Táto technológia umožňuje navigáciu bez GPS, čo je v týchto časoch geopolitických nepokojov čoraz potrebnejšie.
Na Amsterdamskej univerzite aplikovaných vied pracuje Marcel van der Horst na ďalšej aplikácii, a to na meraní podpovrchového prostredia, v spolupráci s High Tech Alliance, prístavom Amsterdam a spoločnosťou Alliander. Energetická transformácia si vyžaduje odstránenie mnohých plynovodov, čo v dohľadnej budúcnosti povedie k 100 000 výkopovým prácam ročne (2030). Spolu so študentmi vyvíja Van der Horst vysoko citlivý systém s kvantovým magnetometrom, ktorý dokáže detekovať elektromagnetické polia potrubí, kanálov a káblov.
Výskumník AUAS Taha Selim (tiež zapojený do magisterského programu Aplikovaná kvantová technológia) využíva kvantové strojové učenie na lepšie pochopenie správania kovových iónov v horúcej plazme, ktorá sa vyskytuje okolo čiernych dier vo vesmíre. Vyvíja modely, ktoré dokážu predpovedať toto správanie pomocou senzorov na satelitoch.
Študenti sa učia nové spôsoby práce
Práve preto, že tieto nové technológie si vyžadujú aj úplne nové spôsoby práce, univerzity aplikovaných vied aktívne zapájajú študentov do vývoja. Napríklad nový magisterský program Aplikovaná kvantová technológia, partnerstvo medzi Fontys, Saxion, AUAS a Haagskou univerzitou aplikovaných vied, sa začne budúci rok.
Prednášajúci a výskumník Tjeerd Bollmann zapája študentov do výskumu kvantových častíc v diamantoch, ktoré sú tvorené NV centrom: kombináciou atómu dusíka s dierou, ktorá umožňuje merať extrémne slabé magnetické polia. V jednoduchom nastavení môžu študenti použiť červenú fluorescenciu na určenie stavu qubitov (drobných častíc, s ktorými pracuje kvantový počítač).
Zúfalo sú potrebné nové talenty
Napokon, kľúčové technológie sú naliehavo potrebné kvôli obrovským emisiám CO2 na celom svete. Nové riešenie na výrazné zvýšenie energetickej účinnosti dátových centier predstavuje integrovaná fotonika: prenosom informácií pomocou svetla namiesto elektrónov môžu čipy spracovávať dáta oveľa efektívnejšie.
Opäť nejde len o vývoj tejto technológie, ale aj o celý reťazec okolo nej: od testovania, inteligentného a dobrého balenia až po prácu v čistých priestoroch.
V konečnom dôsledku je preto ľudský kapitál najviac potrebný, zdôraznil počas sympózia rečník Oded Raz z PhotonDelta. Univerzity aplikovaných vied a aplikovaného výskumu, zostávajú nevyhnutné na preklenutie medzery v talentoch vo fotonike, nanotechnológiách a kvantových technológiách.
Zdroj: https://sciencebusiness.net; https://www.amsterdamuas.com, zverejnené: 25.6.2025; autor: rup
