Kan du holde dig vågen søndag aften, så tag plads foran tv-skærmen kl. 23.15 og stil ind på DR2 – eller sæt harddiskoptageren i gang.

På dette forrykte tidspunkt viser Danmarks førende public service-kanal Lars Becker-Larsens nye dokumentarfilm ‘Den forunderlige kvanteverden’, som omhandler bestræbelserne på at udvikle en kvantecomputer.

Kunne DR dog ikke have flyttet den til eksempelvis kl. 21.00, så vi tilmed var sluppet for Anders Lund-Madsens anstrengte humor?

Jeg havde fornøjelsen af at se filmen ved premieren i Cinemateket for en uge siden.

Jeg er ikke udelt begejstret, men alligevel synes jeg, det er en film, man bør se, hvis man er interesseret i kvantemekanik og eksempelvis har læst nogle af de mange artikler om kvantecomputere, vi har skrevet i Ingeniøren og på ing.dk gennem de seneste år.

Jeg kan tilmed røbe, at der vil være mere om kvanteinformatik i Ingeniørens magasin Året Rundt, der udsendes sammen med den sædvanlige udgave af Ingeniøren i næste uge. Filmen vil være en god introduktion til den artikel.

Fra Einstein og Bohr til Polzik

Lars Becker-Larsen lader flere fremtrædende europæiske fysikere, heriblandt Eugene Polzik fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet, berette om de eksperimenter, de udfører for at få forstå og videreudvikle kvantebegreber, som for alvor kom på banen i 1980’erne og fremefter.

Der er tale om teorier og fænomener, som udspringer af det frontalangreb, Albert Einstein satte ind over for Niels Bohrs fortolkning af kvantemekanikken i 1935 med en artikel, som i dag kendes som EPR-artiklen efter forbogstaverne for Einstein, Rosen og Podolsky, som var de tre forfattere.

Det var denne artikel, som fik Erwin Schrödinger til samme år at opfinde betegnelsen ‘entanglement’ (Verschränkung på tysk) for det forhold, at to adskilte partikler kan have sammenfiltrede kvantetilstande.

Entanglement og superposition, som er det forhold, at en kvantepartikel på en og samme tid kan være i to forskellige kvantetilstande, er de grundbegreber, der er nødvendige for at udvikle kvantecomputere, kvantekryptografi og kvanteteleportation.

Det er også de to begreber, som Lars Becker-Larsen bygger sin fortælling om fysikken op omkring. Og det gør han godt.

Fortællemæssigt er filmen bygget om omkring to historier, som fungerer som omdrejningspunkt for fysikernes forklaringer.

Den ene er en rekonstruktion og en filmisk fortolkning af en sporvognstur i København i 1920, hvor Bohr og Einstein kørte frem og tilbage ivrigt diskuterende kvantefysik, imens de gentagne gange glemte at stå af ved stoppestedet ved Bohrs bolig på Østerbro.

»Vi kørte frem og tilbage i mange timer i sporvogn,« har Bohr senere forklaret.

Den anden er et kvanteteleportationseksperiment, som foregik på de kanariske øer La Palma og Tenerife for et par år siden, og som Ingeniøren tidligere har omtalt.

Jeg kan godt forstå, det har været fristende at genskabe den berømte sporvognstur mellem Bohr og Einstein, men jeg synes, at det er et noget problematisk valg.

Diskussionen i 1920 drejede sig om den helt fundamentale forståelse af kvantemekanikken, som end ikke på dette tidspunkt var formaliseret med Heisenbergs matrixmekanik og Schrödingers bølgemekanik, der først blev introduceret i 1925-1926.

Bohr og Einstein var i 1920 meget langt fra deres EPR-diskussion og fortolkningen af den ‘spøgelseagtige vekselvirkning’, som entanglement-begrebet omfatter, og som Albert Einstein til sin dødsdag i 1955 ikke kunne forlige sig med.

Det var først, da den nordirske fysiker John Bell i 1964 beskrev et eksperiment, som kunne afgøre den teoretiske diskussion mellem Bohr og Einstein, og da den franske fysiker Alain Aspect i 1982 gennemførte dette eksperiment, at det blev påvist, at Bohr havde ret og Einstein havde uret.

Da Alain Aspect tilmed har været to gange i København i år for at modtage Ingeniørforeningens Niels Bohr Guldmedalje og en Unesco-Niels Bohr medalje, så ærgrer det mig lidt, at den historie ikke er med.

Jeg kan også godt forstå, at det filmisk har været fristende at vise de flotte billeder fra La Palma og Tenerife. Kvanteteleportationseksperimentet, som blev gennemført, var en teknisk bedrift, men det kan næppe påstås at have den vigtighed, som mange vil tillægge det efter at have set filmen.

Sporvognsturen og optagelserne fra La Palma og Tenerife tjener dog som gode brud i fysikernes fortællinger. Det ville uden tvivl være trættende, hvis hele filmen var en lang præsentation af personer, der taler ind i et kamera.

Et andet mere problematisk forhold er, at det ikke altid står soleklart, hvornår filmen beskriver forhold, der har vundet bred videnskabelig accept, og hvornår, der som i spørgsmålet om, hvorvidt fugle udnytter entanglement i forbindelse med detektion af magnetfelter, er tale om interessante, men uafklarede videnskabelige spørgsmål.

Jeg er heller ikke begejstret for, at filmen mere eller mindre ukritisk fremhæver alt det, vi kan opnå, hvis vi blot havde en effektiv kvantecomputer, som eksempelvis høj-temperatur superledere.

Det er langt fra sikkert, det vil være tilfældet. Kvantecomputere vil ikke kunne løse alle problemer, og et af de største problemer, hvis vi havde en kvantecomputer i dag, ville være at lave programmer til den.

Ros og ris

Alt i alt skal Lars Becker-Larsen og det store team omkring ham dog have ros for at præsentere nogle af de førende kvanteforskere og have lavet en film, der giver mange flere end en trofast skare her på ing.dk mulighed for at få et indblik i den spændende kvanteverden.

Se filmen på søndag eller ved en anden lejlighed, når den byder sig. Og skam over DR for at vælge et dødssygt sendetidspunkt.

Om få år kan det blive unødvendigt at sende fly eller ekspeditioner til f.eks. Sydpolen for præcist at undersøge isens tykkelse og bevægelse. En radar udviklet af DTU Space for den europæiske rumfartsorganisation ESA er nemlig i stand til at kortlægge isens strukturer helt ned til en dybde af tre kilometer.

Radaren Polaris (Polarimetric Airborne Radar Ice Sounder) har været testet på fly, men forskerne håber, teknologien kan tilpasses, så den kan placeres i en satellit.

DTU har i mange år været pioner på feltet, der i dag kaldes Ice Sounding, men typisk har forskere brugt lange bølgelængder som 60 MHz til at trænge ned gennem isen.

De lave frekvenser er dog umu­lige at bruge fra en satellit, fordi de også bruges til almindelig radiokommunikation og derfor vil skabe forstyrrelser. Men i 2003 blev frekvensen 435 MHz, i fagsprog kaldet P-båndet, tildelt radarer i rummet. Det gav ESA ideen til Polaris, som DTU udviklede og i 2010 benyttede til overraskende målinger af indlandsisen.

»Vi havde kigget på teorier om, at vi sagtens kunne se flere kilometer ned i isen med P-båndet. Men vi anså det for at være lidt for optimistisk. Derfor overgik det vores forventninger, da vi opdagede, at radaren gav os målinger helt ned til grundfjeldet tre kilometer under isen,« siger Jørgen Dall, lektor på DTU Space.

Polaris-instrumentet har den særlige fordel, at det både kan udføre Ice Sounding-målinger og såkaldte SAR-målinger, hvor radiobølger omkring P-båndet sendes skråt ned modorden fra fly.

SAR-målingerne er den mest nøjagtige metode til at sammenholde målinger over tid, kaldet differentiel interferometri, hvor målingerne kan sladre om isens bevægelser. I dag bliver isens bevægelser bestemt ud fra satellitmålinger af isens overflade, men målingerne bliver hurtigt usikre, hvis overfladen ændrer sig på grund af snefald eller vind. Derfor bliver målinger typisk kun udført om vinteren, hvor vejret er mest stabilt.

SAR-måling fra rummet

SAR-målingerne omkring P-båndet sker længere nede i isen, hvor forandringerne ikke er så store, og derfor regner forskerne med, at de kan udføre målinger hele året og med større præcision.

De første forsøg på SAR-målinger i P-båndet i rummet kommer til at ske i 2020, når ESA’s syvende Earth Explorer Mission, Biomass, bliver sendt op. En SAR på satellitten skal måle kulstofmængder i skovområder for at kortlægge klodens biomassemængde, og forskerne har overvejet en delmission, hvor samme SAR skulle måle istykkelser. SAR’en i denne mission har dog så lille et dynamikområde (forholdet mellem det kraftigste og svageste signal), at den ikke kan måle istykkelser, og der må ikke ske ændringer på SAR’en, der har betydning for hovedmissionen.

Til gengæld håber Jørgen Dall, at en videreudvikling af Polaris kan finde plads på en Earth Explorer-mission efter 2020.

I dag handler det om gadebelysning i Ingeniørens historiske julekalender. Vi skal bruge årstallet for, hvornår et foredrag i Ingeniøreforeningen af ingeniør J. Søeborg blev bragt i Ingeniøren. Foredragets indledning, som den blev gengivet i Ingeniøren, lyder:

‘Belysningen af Gader og Veje i en By og dens Omegn er et Spørgsmaal, som i de senere Aar har trængt sig stærkere og stærkere paa, grundet paa den saavel i Størrelse og Hastighed som i Voldsomhed saa stærkt forøgede kørende og gaaende Færdsel.’ Således indleder ingeniør J. Søeborg sit foredrag i Ingeniørforeningen med titelen ‘Om elektrisk Gadebelysning’, som blev gengivet i Ingeniøren.

Manuskriptet fortsætter over mange sider med gengivelse af en række analyser af de forskellige typer lysgiveres og armaturers effektivitet, lyskvalitet og lysfordeling. Dengang var den mest almindelige lyskilde et armatur med en ‘Vacuum-Trådlampe’, som dog kunne have mange forskellige udformninger.

Armaturet til venstre på illustrationen viser lysfordelingen fra et tysk armatur ‘inde i hvis lysspredende Glasklokke, der er anbragt en særlig cylindrisk Glasring med vandrette Prismeslibninger og dækkende Lampen næsten helt.’ Figuren til højre viser lysfordelingen fra et ‘stejltstraalende Armatur, der er forsynet med en stor klokkeformet Reflektor, som gaar ned over Lampen. saaledes at dennes Lys samles og sendes nedad.’

I øvrigt benyttede man i perioden fra 1884 til 1948 enheden ‘Hefner-Lys’ (= 0,92 candela) for lysstyrke – en standard, der var udviklet af den tyske elektroingeniør Fr. von Hefner-Alteneck (1845-1904) og var defineret ved lyset fra Hefner-lampen.

Hvornår skrev vi historien?

Se svaret i julekalenderen i morgen, 15. december.

Svaret på spørgsmålet fra 13. december

Vi skrev om planen for Fælledparken i 1908.

En læser har skrevet til os: Jeg har en søn på 3 år, der lige har opdaget Lego. Det syntes jeg jo er fantastisk, og den lille purk skal naturligvis ikke mangle materiale til at realisere sine innovative ideer.

Samtidig samler jeg argumenter (til konen), der kan retfærdiggøre købet af en 3D-printer.

Så var det jo, at jeg kom til at forestille mig sådan en lille Lego-fabrik, der kunne stå at spytte klodser ud, men er det overhovedet rentabelt i både tid og penge? Jeg mener, at tid stadig er en betydelig faktor i 3D-print, og ideen falder selvfølgelig på gulvet, hvis det tager 4 timer at printe en klods.

Og så det sidste, som vel også er lidt vigtigt: Er det tilladt at printe sin egen Lego?

Hvis du kan hjælpe vor læser her, så skriv i kommentarfeltet herunder!

Danmarks første – og dengang verdens største – havmøllepark i Østersøen har nu snurret i ti år og har ifølge parkens ejer, Dong Energy, produceret den forventede mængde strøm.

I alt har Nysted Havmølleparks 72 vindmøller på hver 2,3 MW produceret 5.496 GWh på fødselsdagen, hvilket skal holdes op imod en forventet produktion på 570 GWh om året. Men da parken har været ude af drift i 4,5 måned i 2007 på grund af et transformer-nedbrud, så er målet nået.

Et andet mål for succes for en havmøllepark er den såkaldte rådighed, som angiver, hvor stor en del af tiden havmøllerne har været køreklar.

For Nysted Havmøllepark har rådigheden ifølge den driftsansvarlige leder, Thomas Almegaard, ligget på 97,4 pct. for de seneste 12 måneder, hvilket er blandt de højeste rådighedstal på alle Dong Energys havmølleparker:

»Vi har nogle rigtig dedikerede medarbejdere, der går højt op i at få møllerne til at køre så meget som muligt,« siger han.

Skal være klar, når det blæser

Thomas Almegaard tilføjer, at Dong også er begyndt at operere med et andet og måske mere retvisende mål for effektivitet, nemlig yield. Her sætter man møllernes nedetid i forhold til, hvad møllen ellers ville have produceret – og indregner altså om vinden blæser eller ej.

Ifølge Thomas Almegaard øger dette mål opmærksomheden på at få løst vedligeholdelses-opgaverne på vindstille dage og dermed øge elproduktionen og yield’en.

»Vores Yield, som er noget mere kompliceret at regne ud en rådighed, ligger i øjeblikket på 97,9 procent , og det er vi meget godt tilfredse med,« siger han.

Parken fyldte rundt på stormen Bodils anden dag, hvor havmølleparkerne igen stod stille i flere perioder på grund af for meget vind.

Ifølge Thomas Almegaard har hver vindmølle i Nysted havmøllepark i gennemsnit været stoppet 22 gange i parkens levetid på grund af vindstyrker på mere end 25 m/s i 10 minutter.

Disse stop varierer en del fra år til år. I 2004 stoppede alle møller for eksempel ca. 5 gange i snit. I 2010 var der ingen stop på grund af kraftig vind.

Kikker man på ældre beskrivelser af Nysted Havmøllepark, optræder en anden forventning til produktionen fra parken, nemlig 595 MWh om året. Dette tal blev nedjusteret til 570 GWh om året i 2006. De oprindelige forventninger byggede nemlig på for høje prognoser af vind-niveauet.

Dong Energy har stået for drift og vedligehold af Nysted Havmøllepark de seneste fem år. De første fem stod Bonus/Siemens for.

Parken ejes Dong Energy, Stadtwerke Lübeck og PensionDanmark.

Elproduktion fra parken er – via betaling fra elforbrugerne – sikret en minimumspris på 45 øre pr kWh. Hvis markedprisen på el stiger til mere end 35 øre, stiger indtægten. Prisgarantien omfatter 42.000 fuldlasttimer, hvilket i runde tal svarer til drift i cirka 11 år.

Pensionsfonden for sheriffer i den amerikanske stat Louisiana har sagsøgt IBM. Det skriver Reuters.

Fonden ejer aktier i IBM, og grunden til søgsmålet er, at IBMs engagement i det, der senere blev til NSA-sagen, skal have kostet aktionærerne penge.

Anklagen går helt specifikt på, at IBM burde have informeret deres aktionærer om de konsekvenser for virksomheden, som samarbejdet med NSA kunne have. Kravet er, at IBMs aktionærer skal have erstatning for den værdi, som deres aktier har tabt.

IBM lobbyede kraftigt i kongressen for vedtagelsen af en lov, der gjorde det lovligt for virksomheden at videregive oplysninger om kinesiske kunder til den amerikanske efterretningstjeneste NSA.

Dette blev senere afsløret af whistlebloweren Edward Snowden, og det fik ifølge aktionærerne den kinesiske regering til at til at afbryde alt samarbejde med IBM. Pensionsfonden mener, at det er grunden til IBMS skuffende Q3 regnskab for 2013 med et fald på 22 procent i salg i Kina. Dagen efter at regnskabet blev offentliggjort i oktober måned faldt IBMs markedsværdi med 70 milliarder kroner.

IBM afviser at, at virksomheden er ansvarlig, og en talsmand kalder anklagerne for sindssyge og uansvarlige.