Nästa steg i kvantforskningen tas nu

NYHET

Publicerad 2018-10-29

När professor Alexander Balatsky nu får ta emot Europeiska forskningsrådets mest prestigefyllda anslag  så gör han det med siktet inställt på att ta reda på vilket eller vilka material som ska utgöra basen i  framtidens kvantbaserade teknologi. De kvantmaterial som i framtiden kommer att användas ska bland annat fungera som beståndsdelar i läkemedel och vara hållbara, men det finns också en rad andra frågeställningar. Alexander Balatsky tycker att en liknelse med videoformatskriget på 70- och 80-talet mellan ett antal var och en goda tekniker är applicerbar även när det kommer till materialval inom kvantforskning. Detta då forskare ännu inte vet vilka material som kommer att gå segrande i slutändan. 

För första gången i historien har ett forskningsprojekt med svenska deltagare beviljats det Europeiska forskningsrådets anslag ERC Synergy Grant. Det handlar om 13,9 miljoner euro, motsvarande ungefär 140 miljoner kronor. Av denna summa går drygt 20 miljoner kronor till professor Alexander Balatsky vid Nordita, ett forskningsinstitut finansierat av bland andra KTH och Stockholms universitet. Helt ensam mottagare är han inte, i projektet ingår också tre forskare från Schweiz.

Alexander Balatsky berättar att anslaget är viktigt eftersom världen för närvarande befinner sig i det som populärt kallas för den andra kvantrevolutionen. Den första kvantrevolutionen startades i Köpenhamn av Niels Bohr, Norditas grundare.

– Genom hela mänsklighetens historia har material spelat stor roll. Du har sten-, brons- och järnåldern. Du har det halvmetalliska grundämnet kislets intåg i vårt samhälle runt första världskriget. Ett material som sedan kom att ge oss elektronik vilket i sin tur resulterade i mobiler och internet. Hela tiden har forskarna jobbat med att förstå dessa materials egenskaper för att kunna nyttja dem fullt ut. Nu jobbar vi med olika kvantmaterial såsom multiferroiska material, supraledare och grafen, för att förstå materialens egenskaper på kvantnivå till fullo. Vilket är en absolut nödvändighet för framtida kvantteknologi.

En eller flera självklara vinnare bland materialen kan inte koras av forskarsamhället redan idag. Det är det forskarna jobbar med just nu. Alexander Balatsky förutspår att det kommer att ta några decennier innan vi är vid mållinjen. En liknelse mellan videoformatskrig kan göras, oavsett om det handlar om VHS kontra Betamax, eller Blu-ray mot HD DVD.

– Det kommer att vara en kamp om vilket eller vilka material som är värda att gå vidare med. Det är många olika parametrar som kommer att spela roll. Du behöver ett antal hästar för att kunna tävla, eller hur. Sedan handlar det om att fördela insatserna. Det är där vi befinner oss just nu, forskningsmässigt, när det gäller kvantmaterial.

Vad tyder då anslaget till Nordita, KTH och Stockholms universitet på, ur ett mikroperspektiv? Jo, att den forskning som utförs står sig bra i den internationella konkurrensen. Alexander Balatsky anser att Europeiska forskningsrådets anslag till forskningen runt kvantmaterial också är en seger för ämnesområdet fysik, och forskningsverksamheten inom kvantmaterial och kvantteknologi vid KTH och SU.

– Tittar vi på vilka andra forskargruppen som traditionellt och historiskt fått synergianslag från ERC hittar vi ofta områden som biologi, genetik och forskning runt hjärnan, åldrande, livsvetenskap och hållbarhet.

Samtidigt är anslaget som sådant indirekt en satsning på ett flertal av de ämnen som Alexander Balatsky nämner. Särskilt hållbarhet och hjärnforskning.

– Det eller de material som i slutändan kommer att användas för kvantteknologi måste vara hållbara. Och förbruka lite energi. De får inte heller vara giftiga för människan, i alla fall inte de material som ska användas tätt inpå oss. Kvantteknologi skulle kunna användas för att göra riktigt, riktigt små sensorer som skulle kunna sväljas av eller injiceras i människan. Dessa skulle via möjligheterna kvantteknologin ger oss kunna analysera små magnetiska fält, och därmed användas för medicinsk avbildning av hjärnan. Ett bra kvantmaterial kan alltså i förlängningen leda till bättre förståelse för hur hjärnan och det centrala nervsystemet fungerar, säger Alexander Balatsky.

Med mångmiljonanslag från till exempel Wallenbergstiftelserna så finns det förutsättningar för att behålla den position Sverige idag har när det kommer till kvantforskning. Kvantforskning är också något företag som Google, Microsoft och IBM storsatsar på. Investeringarna ligger varje gång på mångmiljonbelopp - i dollar.

– Sveriges har just nu ett övertag inom flera områden. Visst kommer vi att få se bakslag. Det är precis som när barn lär sig gå, eller senare när det är dags att göra ett prov. Ibland misslyckas vi helt enkelt. Men risktagandet och misslyckanden är en del av utvecklingen. Och ska vi ha en chans att hävda oss måste vi befinna oss i tätposition, inte jaga efter andra. 

Alexander Balatsky berättar vidare att KTH historisk sett alltid har varit framstående på materialforskning, och i Stockholmsområdet finns det gott om mänsklig hjärnkraft när det kommer till kvantforskning. 

– Framöver kommer det att finnas stora pengar att erhålla på kvantområdet, både när det gäller forskning och utbildning.

Europeiska forskningsrådet (European Research Council, ERC) ger omfattande och långsiktig finansiering till banbrytande forskning inom alla vetenskapsområden. ERC ingår i EU:s ramprogram för forskning och innovation Horisont 2020. ERC Synergy Grant riktar sig till mindre grupper av framstående forskare med forskningsprojekt med stora synergieffekter. Ett Synergy Grant är ett bidrag på upp till 14 miljoner euro för en period på upp till sex år.

Läs gärna om den forskning om kvantdetektorer som KTH-forskare utför.

Inte missa: KTHs materialplattform arrangerar Materials Dialogue Day den 13 december 2018. Årets tema är kvantmaterial. I samband med Materials Dialogue Day arrangerar Nordita – i samarbete med KTHs materialplattform – en workshop vid namn Dynamic Quantum Matter.

Text: Peter Ardell

För mer information, kontakta Alexander Balatsky på 08 - 553 78 043 eller balatsky@kth.se

Till sidans topp