– Kvanteteknologi er en samlebetegnelse for all ny teknologi som bygger p? de spesielle egenskapene til kvantemekanikken. Det betyr at vi designer systemer som direkte utnytter finurlighetene i kvantemekanikken, forteller postdoktor Gunnar Lange p? Senter for materialvitenskap og nanoteknologi (SMN) ved UiO.
Kvantefysikken beskriver naturlovene for verdens minste bestanddeler. Disse lovene er fundamentalt forskjellige fra de klassiske fysiske lovene. Klassisk fysikk er med andre ord ikke gyldig i veldig liten skala. I kvanteverdenen er alle observasjonene basert p? sannsynligheter.
– Kvantefysikken er blitt et paradigmeskifte i v?r forst?else av naturen og forutsier en rekke fenomener som totalt strider mot v?r intuisjon. Det vekker fascinasjon langt utenfor fysikernes rekker, sier professor Susanne Viefers p? Fysisk institutt ved UiO.
Tre hovedomr?der
Kvanteteknologien kan deles inn i de tre store hovedomr?dene kvanteberegninger, kvantesensorer og kvantekommunikasjon.
Vyene er mange. Fremtidens kvantedatamaskiner kan bli gode p? ? l?se oppgaver som dagens datamaskiner ikke klarer. Kvantesensorer vil kunne revolusjonere n?yaktigheten i m?linger. Og kvantekommunikasjon kan s?rge for sikker utveksling av informasjon.
– Vi tror at kvanteteknologien vil p?virke samfunnet og livet v?rt p? en gjennomgripende m?te, poengterer forskningsdekan Bj?rn Jamtveit p? Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet ved UiO.
Kvanteteknologien vil p?virke samfunnet og livet v?rt p? en gjennomgripende m?te.
Direkt?r Idar Kreutzer i NHO er enig.
– Kvanteteknologien vil f? stor betydning for n?ringslivets konkurransekraft, sa Idar Kreutzer p? NHOs kvanteseminar i h?st.
– Kvanteteknologi er en av de store str?mningene i fysikken for tiden, sier professor Lasse Vines p? Fysisk institutt ved UiO.
Den f?rste kvanterevolusjonen
Allerede rundt ?r 1900 var den klassiske fysikken veletablert. Eksempler p? viktige oppdagelser var elektromagnetismen og termodynamikken. S? skjer det store.
– Gjennom eksperimenter oppdaget fysikere en rekke fenomener som ikke kunne forklares med klassisk fysikk, forteller Susanne Viefers.
Utviklingen av kvanteteknologien har tatt mer enn hundre ?r. I 1925, akkurat for hundre ?r siden, publiserte forskere de f?rste formelle kvanteteoriene. Dette jubileet vil bli markert over hele verden i ?r.
Kvantefysikken ble gjennom en rekke teorier og banebrytende eksperimenter utviklet tidlig p? 1900-tallet.
– Kvantefysikken ble gjennom en rekke teorier og banebrytende eksperimenter utviklet tidlig p? 1900-tallet. Et av de mest ber?mte eksemplene er Bohrs atommodell, som viser oss at verden ikke er kontinuerlig. N?r vi zoomer inn p? atomniv?, best?r verden av diskrete tilstander, sier forsker Marianne Etzelmüller Bathen p? Senter for materialvitenskap og nanoteknologi ved UiO.
I den f?rste kvanterevolusjonen ble transistoren oppfunnet. Transistoren omtales som en av de viktigste oppfinnelsene i det tjuende ?rhundre og har lagt grunnlaget for alt vi kjenner av digital teknologi.
– Ingen tenkte den gangen p? at vi i dag skulle l?pe rundt med smarttelefoner i lommen, forteller professor Joachim Mathiesen, direkt?r p? Bohr-instituttet ved K?benhavns Universitet.
De kvantefysiske lover er fundamentet for alt fra partikkelforskningen p? CERN til hvordan vi forst?r hva lys er, lasere, radioaktivitet, hvordan solceller fungerer og halvlederteknologien i datamaskiner. Med andre ord: Uten den f?rste kvanterevolusjonen hadde menneskeheten ikke opplevd den enorme teknologiske utviklingen.
Den andre kvanterevolusjonen
N? er den andre kvanterevolusjonen i gang.
– Vi kan n? bruke de kvantemekaniske effektene i teknologien, forteller Joachim Mathiesen.
Det gir enorme muligheter.
– I den andre kvanteteknologiske revolusjonen har vi muligheten til ? zoome ned p? atomniv? og se diskrete tilstander, superposisjon og sammenfiltring. Akkurat som transistoren er byggeklossen i dagens datateknologi, pr?ver vi i dag ? lage byggeklosser til kvanteteknologien, forteller Marianne Etzelmüller Bathen.
Blant de store mulighetene er som sagt kvanteberegninger, sikker kommunikasjon og kvantesensorer som kan gj?re m?linger med sv?rt stor presisjon.
– Det kommer n? teknologi som vi bare kan dr?mme om. Wow-faktoren er stor. Noen av de kuleste idéene til hva som er mulig ? gj?re, har vi enn? ikke f?tt, poengterer Susanne Viefers.
Wow-faktoren er stor. Noen av de kuleste idéene til hva som er mulig ? gj?re, har vi enn? ikke f?tt.
Forst?r naturen p? atomniv?
Fysikere har brukt store deler av det 20. ?rhundre til ? forst? kvantemekanikken.
– N?, i det 21. ?rhundre, har vi blitt mye bedre til ? forst? hvordan vi kan kontrollere materialer helt ned p? atomniv? og manipulere hvordan atomene kan snakke sammen. De siste ?rene har vi stadig sett nye ting som vi ikke trodde var mulig ? lage ?ret f?r. Kvanteteknologien er ikke lenger en rar nisje som bare fysikere er interessert i. For eksempel utnytter kvanteberegninger de kvantemekaniske prinsippene som gj?r det mulig ? lage beregninger som er vanskelig eller tiln?rmet umulig ? gjennomf?re p? vanlige datamaskiner, sier Gunnar Lange.
Banebrytende teknologi
Terje Nilsen, direkt?r for banebrytende teknologier i Kongsberg Discovery, som er en del av Kongsberg-gruppen, ser p? hvordan banebrytende innovasjoner kan knele eksisterende forretningsmodeller. Han sier kvantesensorer er en slik teknologi. Kvantesensorene vil bli langt bedre og mer n?yaktige enn dagens sensorer.
– Det er klart at hvis Kina eller USA plutselig kommer med helt ny teknologi, vil det knekke deler av markedet v?rt, sier Terje Nilsen.
Terje Nilsen ber Norge tenke geopolitisk. Han advarer om at USA og Kina kan bli proteksjonistiske.
– Kina leder kvantel?pet. Vi i Vesten fors?ker ? begrense handelen med Kina. Dessuten vet vi ikke hvordan USA vil v?re villig til ? gi oss tilgang p? den fremtidige teknologien. De vil helst selge produkter og ikke teknologien. Det er derfor av nasjonal interesse at Norge satser p? kvanteteknologi, sier Terje Nilsen. Han ?nsker at Norge f?r sin egen kvantestrategi og at Kongsberggruppen henger seg p? den.
Det er av nasjonal interesse at Norge satser p? kvanteteknologi.
Forsvaret
Forsvaret er ogs? med p? kappl?pet.
– For Forsvaret er kvanteteknologien en banebrytende og viktig teknologi som kan p?virke mange omr?der, forteller Kenneth Ruud, direkt?r p? Forsvarets forskningsinstitutt.
I dag er det mye jamming av GPS-signaler langs den russiske grensen.
– Vi trenger nye kvanteteknologiske verkt?y som kan s?rge for at vi har evnen til ? vite hvor vi er og hvor vi skal, samtidig som fienden gj?r alt for ? hindre oss i at vi har denne muligheten, sier Kenneth Ruud.
Norsk sm?bel?p
Danmark har allerede laget en nasjonal strategi for kvanteforskning. Danmark har dessuten f?tt to milliarder kroner i st?tte fra private sponsorer.
– Dette er et internasjonalt kappl?p. Det ville v?re naivt ? si at Norge skal v?re helt i front n?r vi vet den posisjonen Danmark har i dag. Vi m? jobbe sammen med Danmark for ? f? dette til. Vi bevilger n? 70 millioner kroner til kvanteteknologi over statsbudsjettet. Vi m? bygge p? de omr?dene innenfor kvanteteknologien der Norge st?r sterkt, sa digitaliserings- og forvaltningsminister Karianne Tung til Apollon p? h?stens digitaliseringsforelesning ved UiO.
Til sammenligning investerer verden mer enn 50 milliarder dollar i kvanteteknologi. Det er like mye som p? kunstig intelligens. Kina og USA satser voldsomt.
Dekaner fra de fire store norske universitetene har allerede diskutert hvordan den norske kvanteforskningen b?r koordineres.
I november m?ttes norske og danske politikere for ? diskutere kvante澳门葡京手机版app下载et i Norden.
– Vi m? finne ut av hvordan vi i Norge kan organisere oss best mulig for ? kunne ta kvanteforskningen raskere i bruk og for at Norge skal bli en aktiv deltaker i det nordiske 澳门葡京手机版app下载et, sier Bj?rn Jamtveit.
Trenger mer forskning
Jamtveit viser til Draghi-rapporten fra den italienske eks-statsministeren Mario Draghi. Han advarer om konsekvensene hvis Europa henger etter. Draghi vil doble innsatsen og mener tunge, grunnleggende forskningsmilj?er er en betingelse for at Europa skal henge med i teknologiutviklingen.
?– Hva er UiOs sterkeste kort p? kvantefeltet?
– De st?rste styrkene v?re er de teoretiske fagmilj?ene, inkludert det internasjonalt ledende forskningsmilj?et i kvantekjemi p? Hyller?s-senteret, og den eksperimentelle kvanteforskningen p? MiNaLab-en, sier Bj?rn Jamtveit.
MiNaLab-en er Mikro- og nanoteknologilaboratoriet p? UiO, der forskere lager materialer med nanopresisjon.
Samarbeidsavtale
I sommer ble kvante-澳门葡京手机版app下载savtalen mellom UiO og Bohr-instituttet ved K?benhavns Universitet undertegnet.
?– N? m? Norge finne sin plass i det nordiske 澳门葡京手机版app下载et, poengterer Bj?rn Jamtveit.
Han sier at Oslo Science City, eller Kunnskapsbyen i Oslo p? godt norsk, er et viktig m?tepunkt mellom akademia, instituttsektoren og n?ringslivet.
Joachim Mathiesen p? Bohr-instituttet ser frem til 澳门葡京手机版app下载et.
– Hver for oss er vi sm? land. Vi i Norden er n?dt til ? 澳门葡京手机版app下载e. Da st?r vi sterkere.
Han har store forventninger til 澳门葡京手机版app下载et med Norge.
– Grunnlaget for ? lage kvantesensorer i Norge er stort. Norge har b?de laboratorier og produksjonsfasiliteter av h?yeste kvalitet. Der kan de dyrke materialer til sensorteknologi. Dette er unikt for Norge, mener Joachim Mathiesen.
M? henge med
Mathiesen mener dessuten at det er viktig med startup-bedrifter.
– Vi stimulerer forskerne v?re til ? tenke innovasjon og kommersialisering. Det er helt avgj?rende. Det er gjerne de sm? bedriftene som klarer ? teste ut annerledes teknologi, sier Mathiesen.
Lene Oddershede, Senior Vise President i Novo Nordisk Foundation, oppfordrer n?ringslivet til ? henge med.
– Utviklingen g?r stadig raskere, og det er derfor en fare for at man kommer for sent i gang. Selv om kvanteteknologien ikke er relevant for den enkelte virksomhet i dag, er de n?dt til ? forst? hva dette dreier seg om den dagen teknologien blir relevant, sa Lene Oddershede p? NHOs kvantekonferanse i h?st.
Susanne Viefers er enig.
– Det foreg?r n? et utrolig race. Alle er redde for at andre skal f? bedre teknologi, sier hun.
Professor ?ystein Prytz, lederen for Senter for materialvitenskap og nanoteknologi p? UiO, mener det er viktig at Norge bruker mer ressurser hvis Norge skal spille en rolle i det nordiske 澳门葡京手机版app下载et.
– Kvanteteknologi er et helt nytt omr?de der vi m? pr?ve ? unng? ? v?re helt avhengige av utenlandske akt?rer. Vi m? ha noe av kompetansen selv. En del av dette kan bli viktig sikkerhetspolitisk. Vi m? derfor ha fagmilj?er og kunnskap slik at vi er i stand til ? sikre oss og bruke denne teknologien selv. Dette m? vi tenke p? allerede n?, selv om det er et stykke frem i tid, poengterer ?ystein Prytz.
Professor Jan W. Thomsen, leder for Quantum Computing Programme i Novo Nordisk Foundation i K?benhavn, mener at de nordiske landene skal greie dette sammen.
– Norden har 21 millioner mennesker og er den 11. st?rste ?konomien i verden. S? vi kan fint spise kirseb?r med de store, poengterer Jan W. Thomsen.
Nanolaboratoriet
Da det danske kongeparet var i Oslo, ble de invitert inn p? Mikro- og nanoteknologilaboratoriet i Oslo. Her manipuleres materialer p? atomniv?.
– I neste runde vil dette laboratoriet kunne brukes til ? lage kvantesensorer, forteller Terje Nilsen i Kongsberg Discovery.
Bj?rn Jamtveit minner om at kvanteteknologien fortsatt er en umoden teknologi.
?– Det betyr at dagens forskning i vesentlig grad p?virker morgendagens teknologiutvikling, sier han.
Marianne Etzelmüller Bathen er av det litt mer n?kterne slaget.
– Vi har fortsatt lang vei ? g? med grunnforskningen, p?peker hun.
Sammen med Lasse Vines og Morten Hjorth-Jensen har Marianne Etzelmüller Bathen n? satt i gang tre nye studieretninger i kvanteteknologi.