Klar for et kvantesprang?

Denne teksten er et debatt­inn­legg. Inn­holdet i teksten uttrykker forfatterens egen mening.

«Alle snakker om kvante» om dagen. De færreste forstår hva det dreier seg om. Vi tar ikke mål av oss å skulle lage en lettbeint kvante-ABC på to sider, men vi vil forsøke å peke på noen av de enorme mulighetene som ligger i denne teknologien.

Vi vil snakke om plast, kunstgjødsel, demens, knekking av koder, logistikk og mineralutvinning.

Et kvant kjenner vi fra sammenstilte ord som kvantesprang, kvanteteknologi og kvantefysikk. Og nettopp i fysikken er kvant en udelelig minste mengde av energi i et atom.

Kvantefysikken følger andre lover enn den klassiske fysikken. Det gir muligheter for ny teknologi.

Debatt ● Franz G. Fuchs

Ingen kvantesprang uten problemer å løse

De enorme endringene kvanteteknologien kan føre til, handler om vår evne til å ta kontroll over tilstanden til de aller, aller minste byggeklossene i naturen. Vi får allerede helt eksakt tid ved hjelp av atomur, og kvanteteknologi har gitt oss laserlys og transistorer. Gode verktøy i en høyteknologisk hverdag.

Hva er en kvantedatamaskin? Noen har sikker hørt begrepet quantum computing. Det er en helt annen måte å bygge en datamaskin på.

En kvantedatamaskin kan prosessere enorme mengder data i parallell. En vanlig datamaskin er lineær. Den består av bits:1010001 i rekkefølge. 1 er på og 0 er av. Null og én kan kombineres på mange måter, men aldri opptre samtidig. Enten er noe på, eller så er det av.

Slik er det ikke med en kvantedatamaskin. I en kvantedatamaskin brukes kvantebits eller qubits; bits som kan være null og en på samme tid. Eller sagt på en annen måte: De kan gjøre mange beregninger samtidig.

Debatt ● Christen Krogh, André Brodtkorb og Laurence Habib

Et kvantesprang for en viktig teknologi

Det kan revolusjonere logistikkfaget. Hele jorda er en arena for varetransport. Verden er en maurtue av logistikkløsninger. I og med at en kvantedatamaskin kan gjøre beregninger i parallell, endres mulighetene drastisk.

Hva har dette med kunstgjødsel å gjøre? Oppfinnelsen av kunstgjødsel av Kristian Birkeland og Sam Eyde blir sagt å være Norges viktigste oppfinnelse. Den hadde enorm betydning for verdens matproduksjon og la grunnlaget for et industrieventyr. En lysbue satte i gang, eller var katalysator for, en kjemisk prosess. 

Dagens måte å gjøre dette på er energikrevende. En katalysator er en faktor eller et materiale som minsker barrieren for en kjemisk reaksjon. En katalysator får prosesser i gang. Kroppens enzymer er våre katalysatorer. De gjør jobben sin i kroppstemperatur.

Norge har blitt rik på råvarer. En kvantedatamaskin kan brukes til å designe nye katalysatorer og nye materialer. Vårt håp er at kvanteteknologien kan bidra godt i arbeidet med å lage en helt ny miljøvennlig «plast». Det bør være et mål å strekke seg etter.

I år feirer vi 10-årsjubileet for Moser-forskernes Nobelpris i medisin. Kvanteteknologi kan også brukes for å forstå hjernen. Dersom svaret på demensgåten ligger et sted langt inne i hjernen, kan vi bruke kvantelys til å se helt dit. Eller vi kan bruke kvantesensorer til å studere hjernen på nye måter.

Den samme teknologien kan brukes til å finne verdifulle mineraler. Kvantesensorer og lys kan brukes til å se og forstå jordas indre og dermed være nyttige verktøy i jakten på viktige mineraler for det grønne skiftet.

nordisk samarbeid

Vil bygge Norden som stor­makt på kvanteteknologi

Som Norges største teknisk-naturvitenskapelige universitet har vi på NTNU jobbet med kvanteteknologi og kvantefysikk i flere tiår allerede. Vi har et ledende nasjonalt senter innen kvantefysikk og spinntronikk. Vi har også flere laboratorier som muliggjør framstilling av komponenter for kvanteteknologi, samt relevante fag innen kvantefysikk, kvanteberegninger, fotonikk og sensorikk. 

På våre fakultet er seks institutt engasjert og fra høsten av starter en egen studiespesialisering i tillegg til vår allerede eksisterende utdanning innen teknisk fysikk.

Å realisere kvanteteknologi er ikke helt enkelt. Et land må ha langsiktighet i sin finansiering og strategi for å utvikle grensesprengende kunnskap og teknologi. I Norge har vi fagmiljø og ekspertise som kan gi oss et fortrinn. Vi har og har hatt et forskningsprogram innen nanoteknologi og materialer fra 2002. Dermed har vi kjernekompetanse innen grunnledende forskning, design, karakterisering og produksjon av materialer og system for å kunne ta neste steg innen kvanteteknologisk forskning.

Debatt ● Gunnar Bovim og Mari Sundli Tveit

Norge trenger svenske forsknings­tilstander

Regjeringen styrker forskningen på dette området med 70 millioner kroner årlig i 5 år. Likevel satser vi langt mindre enn både Sverige, Danmark og Finland. NTNU tar mål av seg å være en aktiv og konstruktiv medspiller i å utvikle kvanteteknologien i Norge. Som et ledd i dette har rektor Tor Grande satt ned en arbeidsgruppe for å sikre høyt trykk på dette arbeidet.

Jeg fant, jeg fant!

Espen Askeladd så neppe for seg at det å kunne kontrollere kvantetilstand eller utvikle helt ny datateknologi skulle være vår tids sjumilsstøvler.

Men kvantesprang skjer, ikke bare i eventyrene, men også i virkeligheten.