Britse plannen om geavanceerde apparaten te maken op basis van de verbazingwekkende fysica van de kwantumwereld hebben een impuls van £ 100 miljoen gekregen, waarvan de ministers hopen dat het een transformerende impact zal hebben op de gezondheidszorg, het transport en de nationale veiligheid.
Peter Kyle, de minister van Wetenschap, heeft financiering aangekondigd voor de oprichting van vijf kwantumtechnologiehubs in Engeland en Schotland. Ze zullen samenwerken met de industrie en de overheid om het apparaat te ontwikkelen en te commercialiseren en uiteindelijk een nieuwe economie te stimuleren.
“We staan aan de voet van waar de kwantumtechnologie ons zal brengen en dat biedt enorme kansen voor de Britse wetenschap en Britse R&D”, vertelde Kyle voorafgaand aan de aankondiging van vrijdag aan de Guardian in Glasgow. “Als we dit goed doen, kunnen we wereldleiders worden, wat betekent dat we niet alleen de uitdagingen in eigen land moeten oplossen en thuis kansen kunnen creëren, maar ook dat we ten volle kunnen profiteren van de mondiale markt.”
Wijlen Nobelprijswinnaar Richard Feynman verklaarde ooit dat ‘niemand de kwantummechanica begrijpt’, maar sinds het vroegste werk, meer dan een eeuw geleden, hebben onderzoekers manieren gevonden om de bizarre effecten te exploiteren. Kwantumfysica werkt nu in halfgeleiders, MRI-hersenscanners, lasers en atoomklokken.
De hubs, gevestigd in Glasgow, Edinburgh, Birmingham, Oxford en Londen, zullen ernaar streven de volgende generatie apparaten te bouwen, van hersenscanhelmen en zwaartekrachtsensoren die ondergrondse leidingen detecteren tot kwantum-verbeterde bloedtesten die ziekten vroegtijdig opsporen, en mondiale positionering en nauwkeurige timing van services die niet afhankelijk zijn van GPS.
In één project zijn wetenschappers van de UCL bezig met het verfijnen van de kwantumeigenschappen van atoomdefecten in nanodeeltjes van diamant om ultragevoelige bloedtesten te ontwikkelen. Met de technologie kunnen wetenschappers een bloedmonster afnemen en kleine hoeveelheden eiwitten of DNA detecteren door ze te laten flitsen als stralen van een vuurtoren.
“Er begint een hele nieuwe generatie kwantumsensoren te ontstaan en ons centrum zal deze gebruiken om vroege diagnose en behandeling te transformeren, waar het toepassingen heeft bij kanker, hart- en vaatziekten, de ziekte van Alzheimer en infectieziekten”, zegt professor John Morton van de UCL. “We zijn erg enthousiast om deze vreemde en prachtige kwantumsensoren te vertalen naar praktische toepassingen waar patiënten baat bij zullen hebben.”
Aan de Universiteit van Birmingham gebruiken wetenschappers een kwantumeffect dat bekend staat als superpositie om zwaartekrachtsensoren te bouwen die ondergrondse infrastructuur detecteren. Dergelijke sensoren kunnen nutsbedrijven waarschuwen voor gas- en waterleidingen waar ze van plan zijn te gaan graven, of ze kunnen helpen hun eigen leidingen te vinden om te repareren.
“In plaats van veel te graven om dingen te vinden – en er worden veel gaten op de verkeerde plaats gegraven – kunnen we in principe sneller infrastructuur vinden”, zegt professor Michael Holynski van de Universiteit van Birmingham. “Met de sensor die we in de hub hebben, hebben we al tunnels en leidingen gedetecteerd. Wat we in de volgende fase willen doen, is er iets van maken dat snel kan bewegen en de ondergrond nauwkeuriger kan inspecteren.”
na het promoten van de nieuwsbrief
Andere sensoren vertrouwen op een kwantumeffect dat verstrengeling wordt genoemd om gaslekken, zoals methaan, afkomstig van industriële faciliteiten op te sporen, waardoor ze kunnen worden opgespoord en aangepakt voordat ze een gevaar worden.
“De mondiale markt voor kwantum beslaat momenteel £9 miljard en zal over tien jaar £90 miljard bedragen”, aldus Kyle. “Als de wereldmarkt zo snel groeit, hebben we Groot-Brittannië nodig om voorop te lopen.”