Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.
Nobelprisen i fysikk 2025: Slik ble kvantefysikken mulig å bruke
Kvanteeffekter var kjent fra før, men John Clarke, Michel Devoret og John Martinis fikk effektene til å skje i større systemer. Slik ble det enklere å bruke dem.
John Clarke, Michel H. Devoret og John M. Martinis mottok nobelprisen i fysikk 2025.
(Illustrasjon: Niklas Elmehed / Nobel Prize Outreach)
– Prisen handler om å demonstrere at kvantemekanikk opptrer på en større skala enn fagfolk hadde trodd, forklarer postdoktor i kvantefysikk Gunnar Felix Lange ved Universitetet i Oslo.
For å vise denne effekten brukte de tre prisvinnerne en superleder. Det vil si et materiale hvor elektronene ikke har noen motstand.
Lange forklarer at i denne tilstanden er elektronenes omgivelser veldig kontrollerte. For eksempel fungerer superlederen vanligvis ved svært lave temperaturer, noe som bidrar til å fjerne «støy». Da kan elektronene opptre synkronisert.
Det gjorde at forskerne klarte å påvise to effekter som tidligere bare var kjent fra systemer som er svært, svært små.
Nå kan kvanteeffekter brukes på flere ulike måter
– Spesifikt så har de klart å vise kvantetunnelering og diskretiserte energinivåer på makroskopisk skala, forklarer Lange.
Tunnelering gjør at kvantemekaniske systemer kan gå gjennom barrierer med en viss sannsynlighet. Det er blant annet mekanismen bak radioaktivitet.
Diskrete energinivåer innebærer at energien kun kan ta bestemte verdier. Det gir blant annet grunnstoffene deres farger.
De tre forskerne klarte å vise dette i en elektrisk krets. Det har gjort det mulig å anvende kvanteeffektene på flere ulike måter.
Nobelprisen i fysikk
Nobelprisen i fysikk har vært delt ut 118 ganger tidligere, for første gang i 1901.
Det er Kungliga Vetenskapsakademien i Sverige som deler ut denne prisen.
Ivar Giæver er den eneste nordmannen (norsk-amerikaner) som har fått Nobelprisen i fysikk. Han fikk prisen i 1973 sammen med Leo Esaki og Brian David Josephson. Også de fikk den for oppdagelser innen elektrontunnellering i superledere og halvledere.
Kan gjøre ekstremt nøyaktige målinger av magnetfelt
Et av anvendelsesområdene er en såkalt SQUID (Superconducting Quantum Interference Device).
Den består av en superleder som brukes til å gjøre ekstremt nøyaktige målinger av magnetfelt, helt ned til magnetfelter som er en billion ganger lavere enn jordas magnetfelt.
Slike magnetfelt kan brukes til å undersøke prosesser i levende celler, eller for å måle gravitasjonsbølger i verdensrommet, eller elektronspinn i et lite område av et materiale.
Byggesteiner i kvantedatamaskiner?
Et av de andre anvendelsesområdene er kvantedatamaskiner. I dag er ingen slike i kommersiell bruk, men Lange forteller at flere selskaper har investert store summer i å få det til.
– Disse elektriske kretsene er byggesteinene i det mange tror blir den ledende måten å bygge kvantedatamaskiner på. Det kan være noe av grunnen til at de får prisen nå, sier Lange.
Selv jobber han med nettopp kvanteteknologi. Han forteller at det finnes ulike måter å bygge kvantedatamaskiner på, men at superledere er de som har kommet lengst til nå.
Les også disse sakene fra Universitetet i Oslo:
forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER
