W QLAB pracują cztery grupy badawcze, które razem pokrywają pełny łańcuch technologii kwantowych: od protokołów kryptograficznych o matematycznie dowiedzionym bezpieczeństwie, przez źródła i detektory światła kwantowego oraz programowalne układy fotoniczne, po superrozdzielczą mikroskopię i hybrydowe algorytmy kwantowej sztucznej inteligencji. Każda grupa ma własny, konkretny cel badawczy – i wspólny mianownik: fotonikę, czyli przetwarzanie informacji zapisanej w świetle.
Grupy nie działają w izolacji. Protokoły opracowane przez zespół komunikacji kwantowej trafiają na sprzęt budowany przez zespół infrastruktury fotonicznej; jego źródła światła i interfejsy zasilają z kolei platformy obrazowania oraz procesory grupy obliczeniowej. Narzędzia pomiarowe zespołu metrologii służą do walidacji pozostałych systemów, a algorytmy grupy AI optymalizują ich działanie. Ten podział pracy – bliższy zespołom inżynierskim niż klasycznej strukturze wydziałowej – pozwala przeprowadzić pomysł od równania do działającego prototypu w jednym ośrodku.
Wyniki nie zostają w laboratorium. Prototypy testujemy w rzeczywistej infrastrukturze naszych partnerów. Celem czteroletniego programu są patenty, przemysłowe demonstratory i rozwiązania gotowe do wdrożenia w telekomunikacji, cyberbezpieczeństwie, diagnostyce medycznej i technologiach kosmicznych.
Projektujemy systemy komunikacji i kryptografii kwantowej o bezpieczeństwie gwarantowanym przez prawa fizyki. Chronimy sieci rozległe i infrastrukturę krytyczną przed cyberzagrożeniami – dziś i w erze komputerów kwantowych.
Rozwijamy wydajne komponenty fotoniczne i integrujemy je z systemami kwantowymi. Tworzymy nowoczesne źródła światła i testujemy protokoły w warunkach przemysłowych.
Budujemy wielomodowe platformy fotoniczne przekraczające klasyczne limity detekcji. Opracowujemy innowacyjne systemy mikroskopowe o ultrawysokiej czułości dla medycyny.
We unite quantum computing with artificial intelligence. We develop hybrid algorithms and neuromorphic models, creating quantum software and photonic processors for next-generation systems.
Lider grupy: dr hab. Magdalena Stobińska-Moretto prof. UW
O obszarze badań: Współczesna kryptografia opiera się na założeniach o mocy obliczeniowej przeciwnika – założeniach, które komputery kwantowe mogą wkrótce podważyć. Nasz zespół idzie o krok dalej: rozwijamy protokoły kwantowej dystrybucji klucza niezależne od urządzeń (DI QKD), których bezpieczeństwo wynika wprost z praw mechaniki kwantowej i pozostaje zachowane nawet wtedy, gdy sprzęt jest niedoskonały lub pochodzi od niezaufanego dostawcy. Zaproponowaliśmy pierwszy skalowalny protokół DI QKD, pokonujący dotychczasowe bariery zasięgu i wydajności. Rozwijamy dowody bezpieczeństwa oparte na twierdzeniu o akumulacji entropii (EAT) oraz projektujemy hybrydowe systemy łączące kryptografię kwantową z post-kwantową. Nasze demonstratory będą testowane w zarządzanej przez PCSS polskiej sieci kwantowej, części paneuropejskiej infrastruktury EuroQCI.
Kluczowe rezultaty: Odporne na cyberzagrożenia – również te przyszłe, kwantowe – rozwiązania dla sieci rozległych i ochrony infrastruktury krytycznej, przybliżające powstanie globalnego internetu kwantowego.
Lider grupy: dr hab. Michał Karpiński
O obszarze badań: Głównym celem grupy jest rozwój nowoczesnych komponentów fotonicznych oraz ich płynna integracja z systemami kwantowymi i istniejącą infrastrukturą teleinformatyczną (ICT). Naukowcy pracują nad nowymi, wydajnymi źródłami światła kwantowego, zaawansowanymi technologiami detekcji oraz programowalnymi układami fotonicznymi. Zespół tworzy również dedykowane interfejsy, które zapewniają pełną interoperacyjność systemów klasycznych i kwantowych.
Kluczowe rezultaty: Metody testowania, walidacji i optymalizacji hybrydowych protokołów w rzeczywistych warunkach przemysłowych.
Lider grupy: dr hab. Radek Łapkiewicz
O obszarze badań: Zespół rozwija wielomodowe platformy fotoniczne, które pozwalają przekraczać klasyczne limity fizyczne w pomiarach i detekcji. Badania obejmują projektowanie nowatorskich technik obrazowania kwantowego – takich jak mikroskopia superrozdzielcza oparta na korelacjach fotonowych, kwantowa tomografia optyczna czy metody niwelujące rozpraszanie światła. Istotnym elementem prac jest inżynieria matryc detektorów oraz integracja efektów kwantowych bezpośrednio z układami optycznymi.
Kluczowe rezultaty: Budowa nowej generacji systemów mikroskopowych i pomiarowych o ultrawysokiej czułości, dedykowanych medycynie oraz zaawansowanym gałęziom przemysłu.
Lider grupy: W trakcie Rekrutacji (prowadzona przez Międzynarodowy Komitet Naukowy)
O obszarze badań: Sztuczna inteligencja zmienia świat, ale jej apetyt na energię rośnie w tempie, którego nie da się utrzymać. Nasza odpowiedź łączy dwa najbardziej obiecujące paradygmaty współczesnej informatyki: obliczenia kwantowe i architektury neuromorficzne, wzorowane na ludzkim mózgu – najsprawniejszym energetycznie komputerze, jaki znamy. Grupa rozwija hybrydowe algorytmy kwantowo-klasyczne zoptymalizowane pod rzeczywiste procesory ery NISQ: od algorytmów opartych na kwantowych transformatach dyskretnych, przez obliczenia rezerwuarowe, po generatywne modele językowe i autonomiczne agenty kwantowe.
Kluczowe rezultaty: Kwantowe oprogramowanie nowej generacji oraz nowatorskie procesory fotoniczne.
Dołącz do nas: Budujemy tę grupę od podstaw i szukamy wybitnej badaczki lub badacza, którzy ją poprowadzą i nadadzą jej własny profil naukowy. Oferujemy czteroletnie finansowanie, swobodę w budowaniu zespołu oraz dostęp do unikatowej infrastruktury i globalnych partnerów technologicznych. Link do ogłoszenia o naborze.
