100 år etter at kvantemekanikken viste oss hvordan verden henger sammen på atomskala for første gang, befinner vi oss nå i den andre kvanterevolusjonen.
Kvantefysikken har vært en avgjørende faktor for teknologi som datamaskiner, mobiltelefoner, høyhastighets internett og solceller. Forskere har siden klart å manipulere kvanteegenskaper direkte, og nå er vi i starten av et nytt kvantesprang, som i kombinasjon med kunstig intelligens vil gi oss muligheter vi før bare kunne drømme om.
FN har erklært 2025 som det internasjonale året for kvantevitenskap og kvanteteknologi, og det pågår nå et internasjonalt kappløp om å mestre dette feltet.
Med vår koordineringsrolle i Gemini-senteret for kvanteteknologi og kompetansesenteret CC-NorChip, er SINTEF en tungvekter i det nasjonale samarbeidet som nå gjør Norge kvanteklare.
SINTEF har allerede kompetanse på feltet, og vi har en solid grunnmur på plass for videre forskning på kvanteteknologi. Våre fagmiljøer er sterke innen områder som beregning, kommunikasjonssystemer og kunstig intelligens – og vår forskning på sensorteknologi er verdensledende.
I tillegg er vår infrastruktur, med laboratoriet for mikro- og nanoteknologi (MiNaLab), sentral for at Norge skal lykkes med kvantesatsingen. Den infrastrukturen er en del av det gode lab-samarbeidet NorFab, som består av NTNU, UiO, USN og SINTEF. Dette samarbeidet fikk nylig midler fra regjeringen og Forskningsrådet til utstyr som gjør det mulig å ta nye steg innenfor kvanteforskning.
Vi i SINTEF mener det er tre områder der Norge har spesielt gode muligheter til å utvikle spisskompetanse innen kvanteteknologi:
Kvanteberegning
En fundamental annerledes måte å utføre beregninger på, som potensielt kan hjelpe oss med å oppdage helt nye medisiner og materialer, løse logistiske utfordringer og gjøre beregninger som er umulige å håndtere med klassiske datamaskiner. Vi har blant annet allerede utviklet ulike kvantealgoritmer som kan bidra til å løse store optimaliseringsutfordringer med kvantedatamaskiner. Vi kartlegger, evaluerer og utvikler bruksområder der kvantedatamaskiner kan ha en potensiell gevinst over rent klassiske metoder gjennom pågående samarbeidsprosjekter med våre industripartnere. Vi jobber også med hvordan man kan bruke kvantedatamaskiner i en HPC-setting.
Kvantesensorer
Vil gjøre det mulig for oss å utføre målinger med en nøyaktighet vi før ikke har hatt tilgang på. Kvantefenomener er ekstremt følsomme for miljøet og kan gi oss måleinstrumenter med fantastisk presisjon. Kvantesensorer for magnetfelt og akselerasjon har for eksempel en rekke anvendelser knyttet til sikkerhet og beredskap, og er også presise nok til å lese ut signaler direkte fra hjernen eller nerver – som blant annet kan brukes til styring av proteser. SINTEF koordinerer allerede blant annet SiQUEST-prosjektet, der vi skal utvikle kvantebaserte sensorer for trykk sammen med UiO, Kongsberg og Justervesenet.
Kvantekommunikasjon
Daglig utsettes samfunnet og næringslivet for cyberangrep. Dette er ett av områdene der kvantekommunikasjon kan hjelpe oss, ved å bidra med metoder som gjør kommunikasjonslinjer avlyttingssikre og hindre at konfidensiell informasjon kommer på avveie. På lengre sikt vil kvantekommunikasjon bli en sentral del av fremtidens internett, og blant annet gi oss et mye sikrere internett enn det vi har i dag.
Vil du lære mer om kvanteteknologi? Hør episoden om fremtidens superraske datamaskiner i SINTEFs podkast Smart forklart (OBS! Episoden er fra 2022):
