Radu Ionicioiu, expert în tehnologiile cuantice, vrea să pregătească România pentru comunicațiile viitorului19 min read

Radu Ionicioiu este cercetător în tehnologiile cuantice, domeniu pe care îl vede ca pe unul practic, dar care este și o combinație de poezie, filosofie și mister. Cercetările lui caută răspunsuri la întrebări fundamentale ale existenței omului, dar contribuie și la dezvoltarea unor tehnologii care vor pregăti lumea pentru un viitor cuantic.

Are 57 de ani și este cercetător în domeniul tehnologiilor cuantice la Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizică și Inginerie Nucleară „Horia Hulubei”, de la Măgurele.// Site-ul oficial al institutului este nipne.ro // Știe că va veni o zi, numită Quantum Apocalypse, când un calculator cuantic va compromite criptografia actuală. Adică operațiunile financiare care se desfășoară online, conturile de e-mail ale tuturor, update-urile pe care le fac gadgeturile, semnăturile digitale, rețelele mobile 5G, accesul cu cartelă în clădirea de birouri, toate vor fi vulnerabile. 

„Trebuie să înlocuim tehnologia actuală cu ceva mai sigur și se lucrează la lucrul acesta”, spune el. „Pentru că nu vrei ca datele tale medicale, comunicațiile tale diplomatice, tot ce înseamnă tranzacții financiare, internetul în sine, să fie expuse.”

Domeniul pe care și l-a ales, fizica cuantică, este o ramură a fizicii care studiază comportamentul particulelor la scară foarte mică, la nivelul atomilor și subatomilor. A fost dezvoltată pentru a descrie și explica fenomenele care nu pot fi înțelese în mod adecvat prin teoriile clasice ale fizicii, cum ar fi mecanica newtoniană. Mecanica cuantică oferă o descriere a lumii care este probabilistică și imprevizibilă și care contrazice intuiția umană. 

Folosite corect și moral, tehnologiile cuantice ar putea contribui la dezvoltarea unor materiale noi, a unor medicamente noi, a unor baterii foarte eficiente, și ar putea găsi soluții la probleme precum schimbările climatice, producția de alimente, dezvoltarea de noi antibiotice sau de îngrășăminte sustenabile și eficiente.  

Cum se poate naște o pasiune de la serialele de știință

Pentru Radu Ionicioiu domeniul tehnologiilor cuantice nu este arid, cum ar crede multe persoane, ci are implicații practice. De aceea îl pasionează. Dar, mai mult de atât, este și poezie, filosofie și mister, spune el. De exemplu, mintea umană nu poate să înțeleagă cum poate un atom să fie în două locuri în același timp – o consecință a fenomenului cunoscut sub numele de superpoziție cuantică, care este un concept fundamental al mecanicii cuantice.

„Îți dă o satisfacție artistică, pentru că încerci să afli niște răspunsuri la întrebări fundamentale”, spune el. „Asta mă pasionează pe mine, faptul că e ceva necunoscut, ceva ce nu înțelegi, e un mister. Curiozitatea de ce lucrurile se întâmplă în acel mod. E un domeniu în care nu poți pune pixul jos la ora 17 și gata, nu te mai gândești la acel aspect. Poți să fii acasă, în weekend, și să devii curios de ceva. În domeniul ăsta contează foarte mult pasiunea.”

El a fost pasionat mai întâi de matematică, în școala generală. Iar profesorul, văzând că sunt câțiva băieți în clasă care rezolvau problemele, apoi se plictiseau, îi provoca cu cerințe mai dificile. Ceea ce-i făcea pe elevi să se simtă speciali. 

Apoi a descoperit serialele legate de știință care ajunseseră și în România din perioada comunistă, cum ar fi Cosmos: A Personal Voyage,// Detalii pe imdb.com // prezentat de astronomul și astrofizicianul Carl Edward Sagan, Connections,// Detalii pe imdb.com // de istoricul de știință James Burke, dar și Teleenciclopedia. 

Mai târziu, la liceu, l-a pasionat fizica, iar, ulterior, la Facultatea de Fizică a descoperit filosofia. Acolo, un profesor le-a povestit despre disputa// „Einstein, Bohr and the war over quantum theory”, nature.com // dintre Albert Einstein și Niels Bohr referitoare la interpretarea mecanicii cuantice și la implicațiile sale filosofice. Apoi studentul Ionicioiu a început să se gândească la cosmologie și la faptul că nu avem o teorie cuantică a gravitației. Din aproape în aproape, și-a ales drumul: cercetare în domeniul tehnologiilor cuantice. 

Doar că era anul 1991, iar el făcea parte abia din a doua generație de studenți după căderea comunismului. Astfel că joburile pe care le primeau absolvenții de facultate erau, deseori, de profesori repartizați în toată țara. A stat în șomaj mai bine de un an, până când s-a angajat pentru o scurtă perioadă la Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare în Informatică. 

În 1993 a avut norocul, după cum spune, să prindă o bursă la Cambridge, în Anglia, unde a făcut masterul în matematică. Își amintește că i s-a făcut pielea de găină la prima plimbare prin orășelul englez: „Venind din comunism, a fost inspirațional. Cambridge-ul era ca un templu. «Uite, aici a fost Newton! Aici a fost Maxwell, aici era laboratorul lui Rutherford. În acest laborator, Watson și Crick au făcut o descoperire».”

După masterat a venit un an în România, pentru că nu mai avea bani pentru continuarea studiilor, dar între 1995 și 1998 s-a întors cu o bursă la Cambridge pentru doctorat. A mai rămas un an și jumătate pentru un program postdoctoral, unde a investigat posibile implementări ale computerelor cuantice, apoi a început un periplu prin lume – stil de viață întâlnit printre cercetători – după proiecte și programe: Italia, Anglia, Australia și Canada. 

În 2012 s-a întors definitiv cu familia în România și a fost șocat de birocrația excesivă și de reticența oamenilor la schimbare. În plus, se întorcea din Canada, care tocmai sărbătorea zece ani de existență a Institute for Quantum Computing,// Site oficial: uwaterloo.ca // iar la noi erau doi, trei experți care cercetau și tehnologiile cuantice, printre altele. 

Inițiative europene pentru dezvoltarea infrastructurii cuantice

Acum, Ionicioiu este membru al Consiliului Consultativ Strategic în proiectul Quantum Flagship,// Detalii pe qt.eu // o inițiativă a Uniunii Europene de cercetare și inovare în domeniul tehnologiilor cuantice, și până anul trecut a fost reprezentantul României în Consiliul EuroQCI,// Detalii pe digital-strategy.ec.europa.eu // un alt proiect al UE care vizează dezvoltarea și implementarea infrastructurii cuantice în Europa. Prin EuroQCI, fiecare stat membru – printre care și România – va avea propria rețea cuantică, conectată la țările vecine. 

Un alt proiect din care a făcut parte a fost QTSTRAT,// Detalii pe qtstrat.granturi.ubbcluj.ro // de către Universitatea „Babeș-Bolyai” (UBB) Cluj-Napoca, împreună cu Institutul Național de Cercetare – Dezvoltare pentru Fizica Materialelor (INCD-FM). În cadrul acestei inițiative a fost elaborată strategia României pentru dezvoltarea infrastructurii naționale în domeniul comunicațiilor cuantice, În pregătirea strategiei au fost implicați reprezentați din grupurile actorilor-cheie, cum ar fi guvernul, armata, academiile, universitățile și reprezentanții industriei. Radu Ionicioiu a fost directorul de proiect. 

UE acordă importanță comunicațiilor cuantice pentru că acestea se bazează pe principiile mecanicii cuantice și oferă un nivel de securitate mult mai înalt decât sistemele de comunicații clasice. Orice tentativă de interceptare sau de spionaj ar perturba automat informația transmisă și ar permite astfel detectarea imediată a oricărei interferențe. 

Una dintre viziunile strategiei QTSTRAT este ca România să fie nu doar consumator de tehnologii cuantice, ci și producător. Experții și tehnologiile în laseri, nano-electronică, micro-electronică, nano-tehnologii, comunicații, infrastructură de fibră optică, software se pot reprofila în acest domeniu.

Cu scopul de a dezvolta tehnologiile cuantice și în România, Ionicioiu a fondat RoQnet, Romanian Quantum Network// Detalii pe roqnet.ro //. A publicat și o carte și are patru idei patentate,// Detalii pe nipne.ro // care au legătură cu tehnologiile cuantice. 

Însă cea mai mare realizare profesională a lui este când a scris, cu un coleg din Australia, o propunere de experiment,// „Proposal for a quantum delayed-choice experiment”, arxiv.org // care regândea unul dintre experimentele fundamentale din mecanica cuantică. În mai puțin de un an, cinci grupuri diferite din mai multe țări au implementat acea idee, iar Ionicioiu a fost intervievat de New Scientist,// „Quantum shadows: The mystery of matter deepens”, newscientist.com // una dintre cele mai populare publicații de știință din lume. 

Viitorul cercetării tehnologiilor cuantice din România

Lui Ionicioiu i se luminează ochii, dincolo de ochelarii cu rame negre, când vorbește despre cercetarea tehnologiilor cuantice. Își trece palma peste frunte și își ciufulește părul șaten, puțin grizonat, se foiește pe scaun și schimbă când un picior peste altul, când pe celălalt, și gesticulează cu mâinile cu degete lunguiețe.  

Acest entuziasm nu doar că se vede din exterior, ci îi și influențează pe cei din jur. Așa cum s-a întâmplat în 2015, când le-a vorbit prima dată unor elevi olimpici la fizică din clasele a XI-a și a XII-a într-o școală de vară, organizată de un ONG din Cluj. Tinerii erau obosiți, dar le-a revenit tonusul când cercetătorul a început să povestească despre tehnologiile cuantice. 

„Le-ai comunicat cu atâta pasiune”, i-a spus organizatoarea atunci, „încât s-au trezit.”

Deși crede că România investește infim în cercetarea și dezvoltarea tehnologiilor cuantice (Germania alocă proiectelor naționale din acest domeniu aproximativ două miliarde de euro, pe când România nu are nici măcar un program special cercetării acestor tehnologii), Ionicioiu vede speranță în tinerii curioși pe care i-a întâlnit fie la acea școală de vară, fie în cele câteva luni în care a susținut un curs la programul de masterat al Facultății de Electronică, de la Universitatea Politehnică din București. 

La școala de vară, de exemplu, la care a participat cinci ani consecutivi, a întâlnit un elev care era clasa a X-a și voia neapărat să participe la tabără ca să afle mai multe despre tehnologiile cuantice, deși nu se încadra în categoria de vârstă. A scris un eseu despre calculatoare cuantice și s-a rugat de conducere până i-a fost aprobată participarea. A studiat apoi la Politehnică, iar acum urmează un masterat în Germania și păstrează legătura cu Ionicioiu. Cercetătorul crede că a avut o influență asupra lui, că întâlnirea din acea vară l-a ajutat să-și decidă drumul. 

„Salvarea ar fi să plece cât mai mulți tineri din țară, să ia contact cu lumea respectivă”, crede omul de știință. „Chiar dacă se întorc 10% din cei care pleacă și pot schimba ceva în țară, tot e bine.”

El a terminat periplul prin țări străine după joburi. Acum își dedică timpul și energia proiectelor de cercetare din România. 

„Încercăm să rezolvăm probleme care urmează să împingă știința mai departe”, spune cercetătorul. „E ca un fel de puzzle solving, e ca o înaintare pe un teritoriu necunoscut, ca și cum ai explora o planetă nouă, pe care nu o știi, nu o înțelegi.”

Portret de cercetător este o rubrică în care îți facem cunoștință cu oameni de știință care au ales să-și desfășoare cariera în universitățile și institutele de cercetare din România.