kvantmekanik

Vita ettor och nollor strömmar mot åskådaren från en lysande punkt, med blå bakgrund.

Nytt framsteg för säkert kvantkrypto från rymden

Kvantfysiken tillåter kryptering med en metod som är fullständigt avlyssningssäker. Om någon skulle försöka avlyssna ett sådant meddelande kommer mottagaren att märka det, och byta sin kryptering för att kunna vara säker igen. Begränsningen är att det inte går att sända fotoner i optiska fiberkablar på ett sätt som bevarar kvantinformationen mer än ett par hundra kilometer. Nu har forskarna klarat att förmedla krypteringsnyckeln på ett säkrare sätt än tidigare, från en satellit till två markstationer hela 1120 kilometer ifrån varandra. Redan för några år sedan rapporterade forskargruppen sina...

Om himlakropparna var partiklar

Kvantmekaniska effekter har vanligtvis bara betydelse på mycket små avstånd; långt mindre än de vi rör oss med i vardagen och ännu mycket mindre än de gigantiska avstånden mellan stjärnor och mellan galaxer. Därför kan vi vanligtvis helt försumma kvanteffekter när vi studerar stjärnor och galaxers rörelser, som helt bestäms av tyngdkraften. Med detta sagt så finns det ändå spekulationer om hur kvantmekaniken skulle kunna vara viktig även i kosmologiska skalor. Kvanteffekter kan ge energi till tomrummet mellan galaxer, och denna vakuumenergi skulle kunna förklara varför universum växer...

En svensk kvantdator med okänt uppdrag

Längst ner i kryostaten på kvantteknologilaboratoriet på Chalmers är temperaturen bara 0,01 grader över den absoluta nollpunkten. Därinne, i en cylinder av stål isolerat från magnetfält och störande signaler från omgivningen, finns ett chip med några pyttesmå supraledande kretsar. Från en kontrollpanel vid sidan av cylindern kan Jonas Bylander skicka en mikrovågspuls till kretsarna. Vips ändrar de sitt tillstånd från ”av” till ”på”, eller till både ”av” och ”på” – samtidigt. Välkommen till kvantdatorernas värld. – Man vänjer sig, säger Jonas Bylander med ett leende. Han är en av...

5 kvantmaterial som du måste ha koll på

I skolan får man lära sig att tänka på elektroner som individuella små bollar eller energipaket. De snurrar i banor kring atomkärnan, eller vandrar ordnat efter varandra i elektriska ledningar. Men i verkligheten är det rörigare. Elektronerna är inte skötsamma bollar, utan styrs av kvantfysiken. Inuti olika material bildar elektronerna ofta en flock som agerar ihop och ger upphov till helt annorlunda egenskaper än enskilda elektroner har. När elektronerna kopplar extra starkt till varandra kan det dessutom uppstå riktigt speciella fenomen, som supraledning. Då blir kvantfysiken som styr...

BLOGG: Johan Falk

Världens största partikel?

När ett par amerikanska forskare undersökte neutriner från universums barndom kom de fram till något lite oväntat – nämligen att de skulle kunna vara miljarder ljusår stora. Enligt en populärvetenskaplig text i Physical Review Focus skulle ena änden av neutrinon kunna vara i Vintergatan, medan den andra änden är vid randen av den synliga delen av universum. Rätt stort för att vara...

Första kommersiella kvantdatorn – eller?

Under den pågående stora teknikmässan CES i Las Vegas passade IBM på att visa upp kvantdatorn ”Q System One” som företaget påstår är den första i världen som fungerar utanför forskningslabbet. Därmed är den också ett viktigt steg mot en kommersiell kvantdator, enligt företaget. Den nya kvantdatorn har en processor med 20 så kallade kvantbitar eller ”qubits” som är kvantdatorns motsvarighet till den klassiska datorns ettor och nollor. Senare i år ska den öppnas för utomstående företag och forskare som ska kunna köra program på kvantdatorn via internet. – Att den möjligheten finns är viktigt...

Här kan forskarna se hur rumtiden skälver

Däcken pressas mot den smala vägen utanför Pisa. Taxibilen är en gravitationsmaskin, som utnyttjar tyngdkraften för att hålla sig kvar på asfalten. Mellan byar och odlingar närmar vi oss en märklig anläggning som kallas Virgo. – De detekterar gravitationsvågor där, berättar taxichauffören. Gravitationsvågor. Det är en helt annan sida av kraften som håller kvar bilen på körbanan. Vågorna är minimala krusningar i själva rumtiden, som berättar om dramatiska fenomen långt bort i universum. Taxiföraren berättar hur hon sett Virgo födas och växa fram sedan 1996. Ingen kan undgå att lägga märke till...

Prototype of the core of a trapped ion quantum computer. Credit: Ion Quantum Technology Group, University of Sussex

Kvantdatorn på väg att lämna labbet

Forskningen kring kvantdatorer har fått ett rejält uppsving de senaste åren. Både universitet och storföretag som Google och Microsoft satsar stora pengar på att utveckla tekniken, som lovar långt snabbare beräkningar än med dagens datorer. Men de kvantdatorer som hittills byggts i laboratoriemiljö är små och har mycket begränsad beräkningskapacitet. Det vill en internationell forskargrupp ändra på. I senaste numret av tidskriften Science Advances presenterar de en ritning till en storskalig kvantdator. – Vi har börjat arbeta med en prototyp för att demonstrera tekniken. Den väntas stå klar...

Har vi redan skapat kvantdatorn?

Med buller och bång presenterades den kanadensiska D-wavemaskinen på en presskonferens för nio år sedan. Den marknadsfördes som världens första kommersiella kvantdator och såldes snart till både Google och den amerikanska rymdstyrelsen Nasa. Prislappen låg på flera miljoner amerikanska dollar. Ändå har ingen ännu lyckats visa att det som utspelar sig inne i den svarta boxen verkligen är vad som krävs för att D-wavemaskinen ska kunna anses vara en kvantdator. D-wavedatorn har visat att den klarar av att lösa vissa optimeringsproblem, som att arrangera en komplicerad bordsplacering eller lösa...

Kvantgravitation: Teorin som ännu inte finns

Om du bara vet en enda sak om kvantmekanik så är det troligen att en partikel kan vara i två olika tillstånd samtidigt – katten kan vara både död och levande, och elektronen kan gå igenom både en vänster- och en högerspalt samtidigt. Om du bara vet en enda sak om gravitation så är det kanske att massa ger upphov till gravitationskraft. Einstein förklarade i sin allmänna relativitetsteori att detta beror på en krökning av själva rumtiden. Det kan liknas vid att en stenkula som ligger på en gummiduk får duken att bukta sig. Lägger man samman kvantmekaniken och den allmänna relativitetsteorin...