Det er viktig at kvanteteknologi er noe som «alle» skal kunne bruke, og ikke bare noen få, mener fysiker Marianne Etzelmüller Bathen. Dette forutsetter åpenhet om utvikling og bruk.
– Det er et prinsipp som er svært relevant, mener Bathen.
Hun er fysiker ved Seksjon for materialfysikk og kvanteteknologi på Universitetet i Oslo (UiO). Her forsker hun på defekter i halvledere. Halvledere, som for eksempel silisium, er materialer som leder strøm dårligere enn typiske metaller.
Defekter i halvledere kan, dersom de har visse spesielle egenskaper, brukes som byggeklosser i kvanteteknologi. Slike byggeklosser, ofte kalt kvantebits eller q-bits, kan brukes til både kvantekommunikasjon, kvantedatamaskiner og kvantesensorer.
– Kompetanse innen kvantefysikk er krevende å opparbeide seg, og kvanteteknologi er en krevende teknologi å ta i bruk. Det må jobbes for å tilgjengeliggjøre kunnskapen og kompetansen slik at den ikke kun finnes i lukkede grupper, sier hun.
Når faller eplet i bakken?
Kvanteteknologien kan deles inn i hovedområdene kvantekommunikasjon og kvantesensorer som nevnt, samt kvanteberegninger. Det finnes en rekke forskningsområder under disse paraplybetegnelsene.
Teknologien bygger på kvantefysikk, som beskriver naturlovene for verdens minste bestanddeler. Her er lovene helt forskjellige fra de klassiske fysiske lovene, forteller Bathen.
Kvantefysikk er en samlebetegnelse på de teoriene og oppfatningene som vokste frem på tidlig 1900-tall, der man innså at oppfatningen man hadde om verden, ikke stemte.
Fram til da var det mange som tenkte at Maxwells lover om bølgebevegelse og elektromagnetiske felt og Newtons lover om mekanikken og hvordan ting beveger seg kunne forklare alt. Men med kvantefysikken viste det seg at vi er nødt til å beskrive verden på en annen måte.
– Når vi zoomer ned og ser på molekyler, atomer, elektroner, altså byggeklossene i naturen, ser vi at de ikke lenger oppfører seg så enkelt og rett frem som det vi er vant til. Ting oppfører seg ikke deterministisk. Vi må bruke sannsynlighetsberegninger for å regne ut hva som kommer til å skje. Jeg kan for eksempel regne ut sannsynligheten for at et elektron befinner seg et bestemt sted, men jeg kan ikke vite det sikkert før jeg måler.
Dette åpner for helt andre teknologiske muligheter enn hva man fikk til under den første kvanteteknologirevolusjonen. En revolusjon som blant annet ga oss transistoren og la grunnlaget for dagens digitale teknologi, forteller Bathen.
En løsning på store samfunnsutfordringer
Kvanteteknologi omtales ofte som løsning på store samfunnsutfordringer. I mediene og i ulike faglige kontekster tegnes det opp store vyer for satsinger i Norge og EU. Det ble også gjort under arrangementet Kvanteteknologiens strategiske betydning, arrangert av UiO, Sintef, Oslo Science City og Kongsberg-Gruppen nylig. En norsk kvantestrategi etterspørres fra flere hold, deriblant av Forskningsrådet. De skriver på sine nettsider at kvanteteknologi vil forandre verden, og direktør Mari Sundli Tveit omtaler kvanteteknologi som kritisk for konkurransekraften:
«Den vil revolusjonere vårt syn på og bruk av maskiner, sensorer og digital kommunikasjon. Kvanteteknologiene vil få stor betydning for vår hverdag, næringslivets konkurransekraft og for nasjonal sikkerhet.»
Tveit mener at kvanteteknologier i kombinasjon med kunstig intelligens kan brukes til å utvikle nye medisiner, systemer for logistikk, finanstjenester med mer. Nato gavut sin kvantestrategi i 2024 og hevdet at teknologien kan bli en game-changer for sikkerhet, inkludert moderne krigføring.
– Det er også en av grunnene til at jeg bruker halvledermaterialer som plattform for forskningen min, poengterer Bathen.
– Det finnes mange måter å utvikle kvanteteknologi på, men mange av dem krever veldig dyr infrastruktur, eller at man kjøler materialer ekstremt ned. Halvledere som jeg benytter i mitt arbeid gir imidlertid mulighet for å bruke mye av den samme infrastrukturen som vi bruker i dagens digitale teknologi. Noe som sannsynligvis vil kunne gjøre teknologien tilgjengelig for flere.
Satser på samarbeid
Vi står i dag overfor det som kalles den andre kvanteteknologiske revolusjonen. EU har siden 2018 satt av store summer til forskning på kvanteteknologi. Norge har foreløpig bevilget 70 millioner kroner per år til forskning på dette gjennom Forskningsrådet.
Norge har flere gode forsknings -og innovasjonsmiljøer innen kvantevitenskap og -teknologi. Det norske forskningsmiljøet for kvanteforskning er ikke stort, men i vekst. Et eksempel er det nye senteret CC-NorChip.
Vegard Standeren Olsen er fysiker ved Sintef og sitter i ledergruppen i senteret, som er Norges første kompetansesenter for halvleder-, mikrobrikke- og sensorteknologi.
Kompetansesenteret skal bidra til å sikre og forsterke norske teknologibedrifters konkurransekraft i samarbeid med Europa, forteller han.
Artikkelen ble først publisert på UiO.no
Microsoft med ny kvantebrikke: – En nødvendig terskel
