I november 2022 ble nobelprisen i fysikk tildelt amerikaneren John F. Clauser, franskmannen Alain Aspect og østerrikeren Anton Zeilinger for deres epokegjørende forskningsresultater innen kvantefysikken. Først Clauser, deretter Aspect og endelig Zeilinger hadde gjennom stadig mer avanserte forsøk blant annet vist at to atompartikler kan oppføre seg “sammenflettet”, det vil si at de kan høre sammen og påvirke hverandre selv om de er langt borte fra hverandre, uten at det er noen som helst slags åpen eller skjult fysisk forbindelse (no hidden variables) mellom dem. Sjekk figur.
Noe slikt er knapt til å begripe for oss som er vant til “vanlig” fysikk der enhver virkning har sin årsak. Vi er i godt selskap, for selv Albert Einstein hadde problemer med å akseptere slik sammenfletting.
Kvantesammenfiltring: Når to partikler er kvantemekanisk sammenfiltret, vil en måling av egenskapene til partikkel A avgjøre hvilke egenskaper partikkel B har, uavhengig av avstanden mellom A og B. (3 fot på illustrasjonen.) I 2011 observerte nobelprisvinner Anton Zeilinger to fotoner som var sammenfiltret selv om de befant seg i henholdsvis La Palma og Tenerife, 143 km fra hverandre. Illustrasjon: National Science Foundation/US Gov.
Men kvantefysikken og nobelprisvinnernes forskning har i løpet av de siste ti årene vist at teoriene ikke bare stemmer, men kan omsettes i revolusjonerende nyvinninger i datamaskinverdenen, nemlig kvantecomputere.
Alt tidlig på 1980-tallet hadde fysikere hevdet at hvis man kunne bygge datamaskiner basert på kvantefysiske prinsipper, ville de kunne regne ufattelig mye raskere enn tradisjonelle datamaskiner; faktisk mange millioner ganger så raskt. Tankespinn, hevdet mange.
Men i 2019 meldte Google at deres kvantecomputer hadde klart å løse en oppgave på 3 minutter og 20 sekunder som en tradisjonell superdatamaskin ville bruke 10.000 år på. Det ble reist tvil rundt Googles resultater, men andre, blant andre IBM og kinesiske forskningsinstitusjoner, har siden oppnådd tilsvarende resultater.
Utrolige muligheter, men også farer
Kapasiteten til kvantecomputere er altså enorm, og forskerne og industrien ser for seg anvendelser innen kunstig intelligens, farmasi, kjemi, produksjon, forsvar, logistikk og kryptering.
Ting skjer i praksis allerede. Eksempelvis opplyser BMW at de i samarbeid med det franske kvantecomputerfirmaet Pasqal foretar materialsimuleringer der man før måtte gjøre fysiske kollisjonstester, og dermed vil kunne spare 6 måneder i utviklingen av nye bilmodeller. Tilsvarende positive muligheter er rapportert fra legemiddelindustrien med vesentlig reduksjon av utviklingstiden for vaksiner og andre medisiner.
Kvantecomputerne kan altså virkelig komme til positiv nytte. Men de representerer også en betydelig fare i gale hender, for eksempel innen datasikkerhet.
Den sterkeste krypteringen som er i vanlig bruk for å hindre datainnbrudd er tofaktor-autentisering, som med bank-ID med kodebrikke. Slik autentisering bygger på RSA-prinsippet som ble oppfunnet av MIT-forskere og patentert i 1983, og har vært regnet som umulig for uvedkommende å dekryptere. En tradisjonell supercomputer vil ifølge Quintessence Labs bruke milliarder av år på å regne seg gjennom mulighetene og foreta dekryptering av de sterkeste RSA-krypteringene.
