40 år av makroskopisk kvantfysik – från djärva idéer till framtidens kvantteknologi
Den 9 december hölls “40 Years of Macroscopic Quantum Physics” på KTH:s Albanova, med fokus på årets Nobelpris i fysik. Evenemanget behandlade de experiment som för 40 år sedan visade att kvantfenomen kan uppträda i makroskopiska system, en upptäckt som lade grunden för dagens kvantteknologi. Symposiet lockade ledande forskare från hela världen för att belysa avgörande milstolpar och utforska framtidens möjligheter. Bland de framstående deltagarna märktes årets Nobelpristagare John Clarke och 2023 års pristagare Anne L’Huillier. Programmet bjöd på historiska perspektiv och visioner om hur kvantfysiken kan forma framtiden.
Från intellektuell nyfikenhet till teknologisk revolution
På 1980-talet ställdes en fråga som många ansåg omöjlig: Kan kvantfenomen uppträda i makroskopiska system? Då trodde de flesta fysiker att svaret var nej. Men 1985 gav banbrytande experiment svaret: supraledande kretsar kan bete sig som artificiella atomer. Detta öppnade ett helt nytt forskningsfält. John Clarke, en av årets Nobelpristagare i fysik, som spelade en avgörande roll i dessa upptäckter, deltog och delade sina perspektiv på resan från teori till tillämpning. Idag är dessa kvantkretsar centrala för framväxande kvantteknologier och har fördjupat förståelsen för hur kvantsystem kan designas och styras. De möjliggör kvantdatorer, avancerade sensorer och säker kommunikation.
Historiska milstolpar och framtidens frågor
Diskussionerna återbesökte avgörande upptäckter och innovationer som format fältet, med inslag från pionjärer som Hans Mooij, Daniel Esteve, Steve Girvin, Jack Harris, Rob Schoelkopf, Yasunobu Nakamura och Andrew Cleland. Moderator Franco Nori ledde samtalen som belyste både historiska genombrott och de stora frågor som återstår att besvara. Bland de framstående deltagarna fanns även Anne L’Huillier, förra årets Nobelpristagare i fysik.
Mångfald av plattformar och framtida genombrott
Föredragen gav en tydlig bild av hur långt området har kommit sedan de första experimenten som entydigt visade makroskopiska kvantfenomen i en elektrisk krets. Flera olika riktningar inom den aktuella forskningen betonades, och områden identifierades där ytterligare genombrott behövs för att underlätta framsteg. En viktig insikt är den nuvarande mångfalden av plattformar för utvecklingen av kvantteknologi. Från bulk- och yt-akustiska vågor i fasta material, till enskilda mikrovågsfotoner fångade i vakuumet hos hög-Q-kaviteter, har supraledande kretsar kylda i ett spädningskylskåp visat sig vara ett viktigt verktyg för att realisera kvantoptik i mikrovågsfrekvensbandet.
KTH:s bidrag till fältet
KTH är en del av Wallenberg Centre for Quantum Technology (WACQT), Sveriges viktigaste satsning på kvantforskning, och har varit värd för flera EU-finansierade projekt inom området. Historiskt har KTH också bidragit med grundläggande teori: Göran Lindblad, som gick bort 2022, utvecklade modeller för kontroll och mätning av kvanttillstånd, arbete som är centralt för dagens supraledande kvantkretsar.
En dag som inspirerar till fortsatt forskning
Dagen visade hur långt fältet har kommit på 40 år – och hur mycket potential som återstår att utforska. Genom fortsatt samverkan och innovation kan nästa generation av kvantteknologi formas.
Text: Jelina Khoo