Det hele har skjedd så fort at de færreste har fått det med seg.

For bare fire år siden fant forskere opp CRISPR Cas9-teknologien – en helt ny teknikk for å redigere gener. Etter det har forskningen på denne typen genteknologi eksplodert.

For metoden åpner døra for revolusjonerende framskritt på mange felt. Forskerne bruker allerede genredigering til å utvikle nye behandlingsformer for sykdommer, og matplanter og husdyr som tåler sykdom. 

Og ikke minst. Genredigering kan gjøre oss i stand til å bekjempe noen av menneskehetens store svøper: myggbårne sykdommer som malaria, som rammer millioner og dreper hundretusener hvert år.

Se hvordan CRISPR Cas9 virker her:

(Se animasjonen i større versjon: Klikk her!)

Forskergrupper har allerede brukt CRISPR Cas9 til å lage en malariafri mygg som kan ta over malariamyggens områder. Andre utvikler metoder for utrydde hele insektet, for eksempel ved å spre gener som gjør at alle nye avkom blir hanner. Snart blir det ingen hunner igjen som kan legge egg. 

Bill og Melinda Gates Foundation pøser penger inn i utviklingen. De tror en ferdig løsning kan være utviklet allerede om to år.

Men det store spørsmålet er: Skal vi bruke den?

Skal vi forsøke å redde millioner av mennesker ved å slippe en genredigert skapning løs i naturen? Eller skal vi fortsette å la folk dø, for å beskytte verden fra mulige farlige og irreversible endringer som kan spre seg til hele kontinenter? 

Valget er umulig, og vi må gjøre det nå.

Men hvem skal bestemme og etter hvilke kriterier? Foreløpig har vi ikke tilpassede internasjonale regler for å håndtere en slik teknologi, sier Sigrid Bratlie Thoresen, seniorrådgiver i Bioteknologirådet.  

Redde mennesker eller sikre miljøet?

Men først: Hvorfor er dette så mye vanskeligere enn valg vi har gjort før?

Vi har jo allerede sluppet ut massevis av genmodifiserte organismer (GMOer) i det fri, for eksempel genmanipulert mais, soya og bomull. Ja, til og med genmanipulerte mygg.

De fleste er godt kjent med diskusjonene rundt faren for at genmodifiserte planter kan rømme fra åkrene eller spre genene sine i naturen ved å krysse seg med ville slektninger.

• Les mer: Har GM-planter skapt problemer for miljøet?

Noen kjenner kanskje også til debatten rundt forsøkene til firmaet Oxitec, som har sluppet ut millioner av genmodifiserte mygg ut i områder i Brazil, Malaysia og Caymanøyene.

Myggen har gener som gjør at avkommet dens dør unormalt unge. Poenget er å redusere bestandene av mygg som overfører sykdommen denguefeber, og Oxitec selv hevder at populasjonene faktisk falt med 90 prosent på kort tid etter utsettingen.

– Lokale myndigheter i Brasil rapporterte i sommer at sykdomsforekomsten også hadde gått ned med rundt 90 prosent i utsettingsområdene. Nå har myndighetene i Florida gitt tommel opp til å sette i gang forsøk der også, siden det er den samme myggen som sprer zika, forteller Thoresen fra Bioteknologirådet.

Folk er imidlertid redde for at de genmodifiserte skapningene skal ha skadelige virkninger på folk eller miljø.

Potensialet for katastrofe i disse tilfellene er likevel begrenset. De manipulerte genene blir fort vannet ut i et hav av andre gener i miljøet:

Når en genmodifisert mygg parer seg med en vanlig mygg, får avkommet halvparten av genene fra den normale myggen. Ungene parer seg igjen med vanlige mygg, og slik blir det lenger og lenger mellom nye mygg med de modifiserte genene.

Skal Oxitec bekjempe denguefeber med slike vanlige genmodifiserte mygg, krever det at de stadig fyller på med millioner av nye genmodifiserte insekter.

Men det er her en ny CRISPR-mygg kan skille seg radikalt fra alt vi har sett tidligere.

Voldsom spredning

Ved hjelp av CRISPR-teknologi har forskerne funnet en måte å spre nye gener i turbofart – mye raskere enn naturen ville gjort på egen hånd. 

Teknikken kalles gen-drivere. Den sørger for at de nye genene ikke bare dukker opp i noen av avkommene til myggen, slik som i vanlig arv. Derimot får praktisk talt alle ungene den nye egenskapen. Det samme gjelder for barnebarna.

I stedet for at den genmodifiserte myggvarianten blir sjeldnere og sjeldnere for hver generasjon, består nå hver nye generasjon av bare genmodifiserte mygg.

Slik kan en egenskap spre seg til alle mygg i et område i løpet av bare ett år. Og det stopper ikke der. Det er i prinsippet ingenting som hindrer den nye varianten i å krysse landegrensene, og til slutt ta over et helt kontinent.

Her kan du se hvordan gen-drivere sprer gener mye fortere enn normalt:

Tors hammer

Plutselig har vi faktisk en helt reell mulighet til å utrygge malariamygg. Eller å bytte ut alle malariamygg med en ny, menneskemanipulert variant.

For et våpen!

– Ingen vitenskapelige oppdagelser de siste århundret har vært mer lovende – eller reist flere vanskelige etiske spørsmål, skrev vitenskapsjournalist Michael Specter i en artikkel i National Geographic Magazine i august.

Et eget ekspertpanel hos det svært innflytelsesrike National Academy of Sciences i USA konkluderer med omtrent det samme: Den raske utviklinga av gen-drivere er både løfterik og bekymringsfull, skriver de.

Vi står billedlig sett med en lyngnistrende Tors hammer i neven, klare til å kyle den i fleisen på våre erkefiender.

Men som vi alle vet har den hammeren en tendens til å vende tilbake.

Så hva er oddsen for at vi selv får den i knollen på returen?

Mye kan gå galt

Hva skjer for eksempel hvis myggen forsvinner?

Det lille insektet hører hjemme i et økosystem, hvor det har sin plass og er mat for mange andre arter. Hva skjer med dem når myggen er borte?

Kanskje et annet insekt ser sitt snitt og tar over de ledige leveområdene etter myggen. Kan det i så fall skade oss eller endre økosystemer vi er avhengige av?

Er det noen mulighet for at det nye genet kan spre seg fra mygg til andre insekter? Kan vi – i aller verste fall – ende opp med å utrydde bier og andre insekter som pollinerer avlingene våre?

Selv om vi ikke utrydder myggen, men bare gjør den malariafri, kan det oppstå uventede problemer. Dersom malariaparasitten er borte, blir myggkroppen kanskje tilgjengelig for andre mikroorganismer? Kan de potensielt være enda farligere for oss?

Og i tillegg er det de notoriske ukjente ukjente: Kan dette ha negative konsekvenser som ingen av oss har hatt fantasi til å forestille oss ennå?

På den annen side er det også viktig å forholde seg litt realistisk til saken, og ikke fortape seg i de aller mest ekstreme skrekkscenariene.

Så hva blir det til?

Skal vi bruke hammeren eller ikke?

Kostnader og nytte

Som alltid blir det et spørsmål om å veie kostnader opp mot nytte, sier Thoresen ved Bioteknologirådet.

Er godene ved å bruke teknologien store nok til å oppveie risikoen? 

– Noen mener vi aldri vil kunne rettferdiggjøre å bruke gen-drivere, og vil gå så langt som å lage et moratorium på forskningen.

Enkelte grupper argumenterer for at vi trenger å sette forskningen på pause til både forskere, lokalsamfunn og nasjoner har fått diskutert saken om tenkt seg nøye om. 

Men andre vurderer de potensielle fordelene som så store at vi må fortsette. 

– Det er også kostnader ved å ikke ta metoden i bruk, sier Thoresen.

For kan vi virkelig forkaste muligheten til å redde hundretusener av barn fra malaria?

– Kan ikke si kategorisk nei

Anne Ingeborg Myhr, direktør ved Genøk, mener at vi ikke kan si kategorisk nei til teknologien, selv om det er knyttet risiko til å bruke den.   

Men vi må vite mer før vi gjør et valg. For foreløpig er CRISPR-gen-drivere bare studert i noen få forsøk i laboratoriet.

– Nå trenger vi en trinnvis prosess fram mot mer kunnskap. Først flere laboratorieforsøk, så forsiktige tester i felt, for eksempel på øyer eller i lukkede systemer der man har muligheten til å stoppe.

– Vi må overvåke om det slår ut riktig mygg og hva som skjer med de andre insektene i økosystemet, og hele tiden vurdere risiko opp mot samfunnsnytten, sier Myhr.

Men feltforsøk med gendriver-mygg er ikke bare-bare, sier Thoresen fra Bioteknologirådet.

– Klarer vi å holde dem innenfor grensene?

– Jeg tror løsningen er å utvikle systemer som er selvbegrensende. Forskere ved MIT har for eksempel lagd en type gen-drivere som er stykket opp, slik at én bit blir borte for hver generasjon. Dette gjør at gen-driveren bare virker en stund.

Det er også tenkelig å utvikle mygg med gener som motvirker den nye egenskapen – et slags genetisk viskelær – som kan sendes ut i miljøet for å erstatte den første bølgen med genmanipulerte mygg.

Men selv om vi gjør grundige forsøk, både i laboratoriet og i felt, og utvikler sikkerhetsmekanismer, kan vi fortsatt ikke være helt sikre på hva som skjer når vi slipper teknologien løs i naturen. Vi må bare prøve det.

Så hvem er det som bestemmer om vi skal ta sjansen?

Mangler internasjonale bestemmelser

– Det er til syvende og sist en politisk beslutning, sier Thoresen.

Spørsmålet er bare hvilke politikere. Når det gjelder GMOer har landene egne lover for bruk. Men CRISPR-organismer med gen-drivere forholder seg ikke til landegrenser. Hva hjelper det at norske politikere sier nei, hvis svenske sier ja?

Skal noen i det hele tatt ha kontroll, må det være igjennom internasjonale bestemmelser. Men CRISPR har tatt oss på senga. Foreløpig finnes ingen internasjonale avtaler rundt utslipp av gen-drivere.

Den eksisterende Cartagena-protokollen for regulering av genmanipulerte organismer (GMO) vil heller ikke være til så mye hjelp. Her står landene fritt til å nekte å innføre GMOer. Men en slik nekt blir fort meningsløs når vi snakker om organismer med gen-drivere som selv krysser grensene.

Dersom et land ønsker å slippe ut skapninger med gen-drivere, finnes det ingen regler for å stoppe dem.

Foreløpig er ikke landene en gang enige om hvorvidt genredigerte organismer generelt skal klassifiseres som GMOer.

Må ha offentlig debatt

USA og Sverige mener genredigerte organismer som er lagd ved å fjerne gener – ikke sette noen inn – faller utenfor definisjonen av GMO. Dermed kan de fritt slippes ut i naturen. Sverige har allerede plantet ut noen slike genredigerte planter i forsøksfelt, mens EU og Norge ennå ikke har bestemt seg for hva de mener.

Når det gjelder mygg med gen-drivere, har forskerne imidlertid satt inn gener. Disse organismene klassifiseres dermed som GMOer, og reguleres etter genteknologiloven. Men paragrafene der er ikke lagd for å regulere skapninger med gen-drivere.

Foreløpig er det altså full forvirring og et plutselig behov for å lage et nytt internasjonalt regelverk. Innen et par år kan vi ha reelle saker på bordet, hvor vi faktisk må velge om vi vil redde barn fra malaria.

Nå haster det med å få diskusjonene om CRISPR og gen-drivere ut fra forskernes kontorer og inn i den offentlige debatten, mener Thoresen.

– Det er politikerne som bestemmer, men vi trenger innspill fra mange samfunnsaktører. Dette berører oss alle, så deltagelse er en viktig del av prosessen.

Da er det vesentlig at både vi og politikerne skjønner hva den nye teknologien innebærer. Av både godt og vondt.

– I Norge er luftforurensningen verst om vinteren, sier seniorforsker Britt Ann Høiskar fra Norsk institutt for luftforskning.

– Blant annet fordi det nå er mest utslipp fra vedfyring og piggdekkbruk.

• Les også: EU forbyr helsefarlig stoff i allværsjakker og skismøring

Hva er det som forurenser?

Ett av de viktigste stoffene som bidrar til lokal luftforurensning i norske byer, er nitrogenoksider: NO og NO₂, omtalt som NO_x.

Dette er reaktive gasser som blir dannet ved forbrenning. Eksos fra tunge og lette dieselkjøretøy er den største kilden. 

En annen viktig forurensningstype er svevestøv. Forskerne deler inn etter størrelse:

Svevestøv fra for eksempel vedfyring om vinteren, veistøv og eksos inneholder partikler som er mindre enn 0,0025 millimeter. Mens veistøv fra piggdekkbruk kan være større.

– Om vinteren kjører vi bil, bruker piggdekk og fyrer med ved, så det sier seg selv at svevestøvnivåene kan bli høye. I tillegg slipper kalde bilmotorer i kuldegrader ut litt mer NO_x enn ellers, sier Høiskar.

• Les også: Barndom på landet beskytter mot astma og allergi

Kulden motarbeider oss

– Årstid og meteorologi spiller en stor rolle for luftkvaliteten, fortsetter forsker Ingrid Sundvor, også fra Norsk institutt for luftforskning (NILU).

– Vinteren er verst fordi det oftere er værtyper som gjør at konsentrasjonene av forurensende stoffer blir høyere.

Noen ganger får vi såkalt inversjon over lengre tid, et værfenomen der temperaturen øker jo høyere du kommer i troposfæren og den kalde luften legger seg nærmest bakken.

Siden kald luft er tyngre enn varm luft, er luftlaget med inversjon svært stabilt og fungerer som et lokk over byen. Dermed blir forurensningen nede ved bakken fanget der. Dersom inversjonen varer, vil luftkvaliteten bli stadig dårligere.

Brå overganger gjennom døgnet

Luftkvaliteten kan variere mye gjennom dagen. 

– Mengden forurensning i luften henger sammen med antallet aktive utslippskilder, forklarer Sundvor.

Derfor vil det i rushtiden, når det er mye trafikk, bli høye nivåer av svevestøv og NO₂ i luften. Ofte starter det fra klokken syv om morningen. 

– Så dabber det raskt av igjen fra ni, før vi får en ny forurensningstopp under ettermiddagsrushet mellom klokken tre og fem, sier Sundvor.

– Tilsvarende ser vi at det er mest forurensning i form av det fine svevestøvet fra vedfyring om ettermiddagen og kvelden. Det er jo da vi vi kommer hjem fra jobb og skole og fyrer opp i peisen.

Været kan også bidra til de plutselige endringene i forurensningsmengdene i luften. Hvis det for eksempel begynner å regne, tar nedbøren med seg mesteparten av svevestøvpartiklene ned mot bakken og holder det der – helt til det tørker og kan virvles opp igjen av vindkast eller passerende trafikk.

• Les også: Grå førjul i nord og vest

Hvor måler vi luftforurensningen?

– Målestasjoner for luftkvalitet står der vi antar at folk blir utsatt for mest forurensning, forteller forsker Britt Ann Høiskar.

Det er ikke norske myndigheter eller NILU som bestemmer hvor målestasjonene skal stå. Stasjonene plasseres og måler slik det er beskrevet i Forurensningsforskriften og EUs luftkvalitetsdirektiv fra 2008.

– Målingene bruker vi til å kontrollere at luftforurensningen i området er under de tillatte grenseverdiene, altså vedtatte verdier for hvor mye det kan være av hvert stoff i lufta over en gitt periode.

Det finnes flere ulike typer målestasjoner rundt omkring i norske byer og tettsteder. Stasjonene som i hovedsak måler forurensning fra trafikken, er plassert nært veier. Bybakgrunnsstasjonene skal derimot stå slik at de fanger opp den samlede luftforurensningen fra alle mulige kilder som trafikk, oppvarming, bynær industri og naturlige kilder.

I noen boligområder står det også såkalte industripåvirkede målestasjoner. De fanger opp eventuell luftforurensning fra industrivirksomhet i nærmiljøet.

• Les også: Hvorfor får noen hvite fingre når det er kaldt?

Luftforurensning er skadelig for helsen

Instrumentene i målestasjonene registrerer data om forurensningstype- og nivå hver time, og opplysningene legges fritt ut på portalen www.luftkvalitet.info.

Informasjonen er spesielt viktig for de som har sykdommer som kan forverres av høy luftforurensning, for eksempel luftveis-, hjerte- og karsykdommer. Over tid kan også risikoen for lungekreft og kronisk lungebetennelse øke.

Flere av byene i Norge har nivåer av både svevestøv og NO₂ som er altfor høye. For det finere svevestøvet har forskerne ikke funnet noen konsentrasjon som er lav nok til at å unngå helsefare.

Så hva kan vi gjøre?

– Siden ulike byer har ulike luftforurensningsproblemer, varierer det hva slags tiltak som bør benyttes, sier Høiskar.

– I Oslo har vi utfordringer med både svevestøv og NO₂, så tiltakspakken her inneholder blant annet piggdekkgebyr og miljøfartsgrense for å redusere svevestøvnivåene. Det diskuteres også innføring av en lavutslippssone i Oslo som vil ramme dieselkjøretøy med høye NO_x-utslipp. 

I tillegg arbeider Oslo kommune med strakstiltak for perioder med spesielt høye NO₂-nivåer, for eksempel dieselforbud på dager med særlig høy luftforurensning.

– Som privatperson kan du også bidra, skyter Ingrid Sundvor inn.

– Du kan la være å kjøre bil når det er mulig og i hvert fall bytte til piggfrie dekk. Uansett hva slags bil du har er det også viktig at du overholder miljøfartsgrensen hele tiden, for da blir den totale produksjonen av svevestøv mindre.

Men hva gjør vi når forurensningen allerede har nådd røde og lilla nivåer?

– Unngå de mest trafikkerte områdene om du kan. Velg en annen vei til jobb eller skole, og luft via vinduer som vender vekk fra veien, sier Høiskar. 

• Les også: Vanskeligere å bli gravid for kvinner med astma

Inntil jordbruksrevolusjonen for omtrent 10 000 år siden levde våre forfedre som jegere og sankere. Både matanskaffelse og bæring av barn var uløselig knyttet til energiforbruket. For å få tak i energi, altså mat, måtte energi forbrukes.

I dagens moderne samfunn er denne koblingen brutt. Lavt energiforbruk kan gi stor energigevinst – kaloriene i dag er i overkant tilgjengelige, og vi lar oss friste.

I tillegg kjører foreldrene som oftest barna til barnehagen. Og det er ikke bare dit vi kjører – generelt har vi for lett for å ty til bilen, også ved korte turer.

Totalt sett går derfor energiregnskapet med et solid overskudd. Vi innkasserer «gevinsten» i form av inaktivitet og vektøkning – lite bærekraftig, med andre ord.

• Les også: Fysisk aktivitet i skolen gir flere venner

Vi kjører for å sykle inne

Genetisk og biologisk sett holder vi ikke tritt med samfunnsutviklingen, som innebærer at fysisk aktivitet ikke lenger er en naturlig konsekvens av energibehovet. Derfor må vi kompensere ved å være fysisk aktive for aktivitetens egen del.

Det gir ofte paradoksale utslag som å kjøre til treningssenteret for å løpe eller sykle innendørs.

Man kan stille spørsmål ved hvor vellykket denne kompenseringen er, med tanke på at en tredjedel av voksne globalt og to tredjedeler av voksne i Norge klassifiseres som inaktive, basert på henholdsvis Verdens Helseorganisasjon og Helsedirektoratet sine anbefalinger for fysisk aktivitet.  På verdensbasis forårsaker inaktivitet 6 til 10 prosent av de mest utbredte kroniske sykdommene og tidlige dødsfall.

• Les også: Lite aktivitet forklarer neppe fedmeepidemien

Vi får ikke med oss posene

Aktiv transport, altså det å gå eller sykle for transport, representerer en gyllen mulighet til å inkludere fysisk aktivitet i de daglige gjøremålene, og dermed øke aktivitetsnivået. Noe som i neste omgang profitterer ikke bare helsa, men også miljøet.

I dag blir 23 prosent av de globale klimagassutslippene forårsaket av transport. Det at hele 25 prosent av bilturene i Norge er kortere enn 2,5 kilometer illustrerer potensialet, særlig for bruk av sykkel som transportmiddel.

En betydelig mangel ved både tradisjonelle sykler og ordinære el-sykler for transportbruk, er begrenset plass til last. Det er grenser for hvor mange handleposer og hvor mange barn vi får med oss på en sykkel.

Grønn transport

Men i dag finnes det en rekke lastesykler på markedet, både med og uten elektrisk assistanse – se nettstedet transportsykkel.no for inspirasjon. Det finnes også ulike sykkelhengere beregnet for transport av varer og/eller barn, men det er betydelig mer bekvemt og lettere å frakte både ting og unger direkte på selve sykkelen heller enn på en henger.

Nettopp her kommer lastesyklene på banen, og de tilbyr en grønnere løsning på logistikkutfordringen som mange møter daglig; hvordan komme seg fram på en effektiv måte med handleposer, barn og alt annet av utstyr som følger med.

Eksempelvis er såkalte longtail-sykler, som er en type lastesykler, konstruert for å kunne frakte en voksen, to barn og ekstra bagasje uten problemer.

Disse syklene møter det praktiske behovet som ikke dekkes tilstrekkelig av en tradisjonell sykkel eller el-sykkel.

Bruk av slike sykler gir også tidlig innlæring av helsefremmende og miljøvennlige transportvaner for neste generasjon, noe som er et viktig poeng i seg selv.

Ekstra vekt gir bedre trening

Siden last betyr ekstra vekt er det også sannsynlig at intensiteten vil være høyere enn ved bruk av tradisjonelle sykler, og dette vil medføre ytterligere helseeffekt så sant vi sykler like ofte.

Den høyeste intensiteten (les: treningseffekten) vil også kunne oppnås ved å bruke en sykkelhenger, men her blir det også et spørsmål om gjennomførbarhet. Vi må ikke glemme hvorfor vi har lett for å ta bilen, eller hvorfor vi lar oss friste av lett tilgjengelig og energitett mat og drikke – de fleste av oss liker bekvemmelighet.

• Les også: Fysisk aktivitet reduserer dødsrisiko

Komfortdyret i oss påvirker motivasjonen, men det gjør også de ytre rammevilkårene. Og begge deler vil variere, på tvers av personer og steder.

Dersom ytre faktorer som kostnader og infrastruktur gjør at det å sykle for transport oppleves lite gjennomførbart, vil det for de aller fleste påvirke motivasjonen negativt. Det samme vil det dersom hangen til bekvemmelighet veier tyngre enn andre hensyn.

Færre bilreiser med lastesykkel

Per idag finnes det lite vitenskapelig dokumentasjon om bruk av lastesykler – hverken påvirkningsfaktorer eller konsekvenser og effekt. Men vår forskningsgruppe har pilottestet bruk av longtail-sykler i fem familier over en periode fra fem måneder opp til fem år, og resultatene tyder på lovende muligheter for ulike formål på tvers av sesonger og værforhold.

I tråd med dette fant en amerikansk undersøkelse, omtalt i tidsskriftet Transportation Research, blant eiere av lastesykler at over to-tredeler av dem endret reisevaner etter at de kjøpte lastesykkelen, og at de reduserte antall bilreiser fra 5-6 til 3-4 per dag. I tillegg ble det funnet en særlig sterk kobling mellom bruk av lastesyklene og turer som involverte barn.

Til tross for begrenset overførbarhet, siden dette var en gruppe som selv hadde valgt å kjøpe en lastesykkel og dermed var motiverte for å bedrive aktiv transport, konkluderte de amerikanske forskerne med at disse syklene har et potensiale til å få flere foreldre med barn ut på veiene og samtidig bort fra bilen.

• Les også: Fysisk aktivitet er ikke nødvendigvis bærekraftig

Forsker på småbarnsforeldre

For å få mer kunnskap om hvordan tilgang til ulike sykkeltyper, deriblant longtail-sykler, påvirker transportvaner og hvor mye det sykles, skal vi nå i gang med en intervensjonsstudie blant småbarnsforeldre med barn i barnehage.

Muligens kan lastesyklene bli en re-kobling mellom matanskaffelse, transport av barn og energiforbruk. Da i form av økt energiforbruk blant mennesker, men redusert energiforbruk relatert til motorisert transport.

Potensialet ser med andre ord ut til å være der, til det beste for både folkehelse og miljø – dersom vi er villige til å gi lastesyklene en sjanse.

Forskning handler om å bygge stein på stein. Steinene er små, bitte små. Det går langsomt, veldig langsomt.

Men av og til gjør vitenskapen små hopp framover. Hvilke sprang som blir stående fra 2016, vet vi kanskje ikke før om noen tiår. Likevel har vi dristet oss til å plukke ut noen høydepunkter fra vitenskapsåret.

Fanget gravitasjonsbølger

I 2016 ble en av fysikkens gamle teorier endelig bekreftet: Laboratoriet LIGO i California klarte å måle gravitasjonsbølger.

Albert Einstein forutså disse bølgene for 100 år siden. De skapes når store, tunge objekter som stjerner strekker og bøyer tyngdefeltene. I januar i 2016 begynte det å gå rykter om at bølgene hadde blitt observert, og den 11. februar var det offisielt.

Dette ble en av de aller største vitenskapsnyhetene i starten av 2016, og tidsskriftene Nature og Science har satt det på sine lister over årets viktigste gjennombrudd.

Foreløpig er det bare oppdaget gravitasjonsbølger fra helt vanvittige voldsomme hendelser. De første bølgene som noen gang er målt kommer fra to sorte hull som smeltet sammen for halvannen milliard år siden. Her kan du lese mer om hvordan bølgene ble oppdaget.

Maskin vant over menneske

2016 ble også et strålende år for spillende dataprogrammer. Den kunstige intelligensen AlphaGo ble det første dataprogrammet som slo en av de beste Go-spillerne i verden, koreaneren Lee Sedol.

Go er et av verdens eldste og mest kompliserte brettspill. Spillet foregår på et brett med 19×19 ruter, og to spillere bruker annenhver tur til å sette ut en stein der linjene krysser hverandre i rutenettet. Poenget er å fange den andre spillerens brikker ved å omringe den.

Dette tilsynelatende enkle spillet kan skape milliarder på milliarder med forskjellige kombinasjoner.

AlphaGos bragd skjedde i midten av mars, etter at AlphaGo vant fire av fem kamper mot Sedol, noe mange ikke trodde var mulig. AlphaGo er nå rangert som verdens nest beste Go-spiller.

Dataprogrammet bruker såkalte nevrale nettverk for å lære seg spillet. Programmet bruker metoder som etteraper hvordan hjernene våre fungerer, og du kan lese mer om dette her.

Nature og Science er også enige om at dette er en av de største vitenskapsbragdene i 2016.

CRISPR igjen

Genredigeringsteknikken CRISPR har vært en gjenganger på de siste årenes oppsummeringer av hva som skjer på forskningsfronten. Senest i fjor kåret tidsskriftet Science genterapien kåret til årets gjennombrudd. Metoden gjør det mulig å gjøre målrettede endringer i cellenes arvestoff, og vi slipper ikke unna i år heller.

I juni ga det amerikanske National Institutes of Health (NIH) for første gang grønt lys for bruk av CRISPR på mennesker.

I november kunne vi lese at første menneske er gen-redigert. Det var kinesiske forskere som tok ut hvite blodceller fra en pasient med aggressiv lungekreft, endret genene og sprøytet dem inn igjen i pasientens kropp. Håpet er at endringen skal få cellene til å angripe kreften.

Håkjerring – verdens eldste virveldyr

Den er en av verdens største haier, men håkjerringa har likevel vært et mysterium for forskerne. De har visst at den kan bli gammel, men ikke hvor gammel. I august kunne en gruppe forskere, blant annet med deltakere fra UiT Norges arktiske universitet, fortelle at håkjerringa kan bli så mye som 500 år.

Svaret fant de utrolig nok i øyet til den enorme haien. Sentrum av øyelinsen består nemlig av en spesiell type vev som ikke forandrer seg etter fødselen. Ved hjelp av karbon-14-datering klarte forskerne å se at levealderen er mellom 270 og 510 år. Ingen andre virveldyr kan bli så gamle, og avisa The Guardian mener at dette er en av de 12 viktigste vitenskapsbegivenhetene i 2016.

Du kan lese mer om funnet og om håkjerringa i denne artikkelen fra forskning.no-eier UiT: Håkjerringer lever i flere hundre år

Nytt kjempelager av heliumgass

Helium kan brukes til mer enn å lage Donald-stemme i festlige anledninger. Grunnstoffet, som er nummer to i det periodiske system, er også viktig i blant annet romfart og medisin. Særlig til å kjøle ned MR-maskiner. Derfor har mange forskere vært bekymret for at verden har vært i ferd med å tømme heliumgasslagrene.

Dette er nok grunnen til at både The Guardian og Wired trekker fram et enormt heliumfunn i Tanzania som en av årets viktigste begivenheter. Det underjordiske lageret rommer 1,5 milliarder kubikkmeter, like mye som hele verden bruker i løpet av sju år.

• Les mer hos NRK: Enormt helium-funn i Tanzania

Kloning ingen helserisiko på lang sikt

Da sauen Dolly ble født i 1996, var hun det første klonede dyret som ble laget ved hjelp av en celle fra et annet voksent dyr. Hun ble avlivet i 2003 etter å ha pådratt seg kraftig leddgikt og lungekreft.

Forskere har undersøkt 13 forskjellige klonede sauer, fire av dem identiske med Dolly, for å se hvordan de har taklet alderdommen. Etter grundige helsesjekker, der de tok blodprøver, målte blodtrykk, sjekket stoffskiftet og undersøkte ledd og skjelett for sykdommer, konkluderte forskerne tidligere i år med at sauene i det store og det hele var friske og sammenlignbare med vanlige sauer på samme alder.

Her kan du lese mer om studien: Slik gikk det med Dolly og de andre klonene

Kan aper forstå andres feiloppfatninger?

Når er det vi mennesker forstår hva som foregår i hodet på andre? Forskere har lenge vært enige om at vi i hvert fall fra fireårsalderen kan skjønne at andre har feil oppfatning av virkeligheten. Dette finnes det eksperimenter for. Men disse forutsetter at barna må peke og har ikke vært brukbare på mindre barn. Aper har heller ikke klart disse testene, og mange har tolket dette som at mennesker er alene om en slik innsikt i andres tanker.

Med ny teknologi kan forskerne følge øyebevegelser, og barn er kanskje tidligere ute med å se andres feiloppfatninger enn det de tidligere har trodd. Nå har forskere satt opp eksperimenter også for aper, og mye tyder på at vi har undervurdert våre nære slektninger.

I videoen under kan du se et av eksperimentene. Og du kan lese mer om dem her: Hva slags apestreker er det forskerne driver med her?

Museegg i laboratoriet

Kappløpet har pågått lenge. I oktober slapp japanske forskere nyheten som tyder på at de var de første til å lage befruktningsdyktige egg i et laboratorium.

Elisabeth Larsen i Bioteknologirådet skriver om studien på GEN-etikk-bloggen her på forskning.no: Forskerne har tatt en liten bit fra halen til en mus og omprogrammert cellene til å bli såkalt pluripotente stamceller. De har potensial til å bli til alle typer celler i kroppen, unntatt morkake.

Larsen forteller at noen forskere tror dette kan føre til ny behandling for ufrivillig barnløshet, mens andre mener slik behandling er så risikabel og etisk problematisk at den aldri vil bli tillatt for mennesker.

Ny primtallrekord

Vi her i forskning.no-redaksjonen er over gjennomsnittet begeistret for primtall. Du vet de tallene som bare kan deles på seg selv og på 1. Det begynner så forsiktig med 2, 3, 5, 7, 11 og 13, men fortsetter i det uendelige. Enorme datamaskiner samarbeider om én eneste oppgave: å finne nye og større primtall.

De kan aldri finne verdens største, siden det finnes uendelig mange, så de må nøye seg med tittelen «verdens hittil største kjente primtall». I år knuste 2^74.207.281−1 den tre år gamle rekorden til 2^57.885.161–1.

Det nye største (foreløpig, altså) primtallet begynner med 300376… og slutter med …436351. Det består av over 22 millioner siffer, og hvis hvert siffer var bare én millimeter stort, ville hele tallrekken strekke seg mer enn 22,3 kilometer. Flere detaljer får du her: Så langt er det største primtallet

Kilder:

• Science: Ripples in spacetime: Science’s 2016 Breakthrough of the Year og From AI to protein folding: Our Breakthrough runners-up
• Nature: 2016 in news: The science events that shaped the year
• The Guardian: The 12 key science moments of 2016
• Wired: The 16 best scientific breakthroughs of 2016
• National Geographic: 6 Science Discoveries Worth Celebrating in 2016

Se for deg at det er november; det er mørketid og iskaldt i Arktis. Frakteskipet «Oleum» fra Hamburg er på vei mot Karahavet ved Novaja Semlja.

Om bord i skipet er kjemikalier, en leveranse til en oljeplattform i Sibir. Midt i den iskalde polarnatta blåser det opp; bølgene blir mektige, og Oleum ruller faretruende.

Plutselig stopper motoren opp. Skipperen oppdager fortvilet at de ikke kan ankre opp på grunn av et tykt islag over ankervinsjen. Skipet driver hjelpeløst mot land og forliser.

Hva skjer med mannskapet? Og hva med den giftige lasten og drivstoffet som snart er på vei mot havets bunn? 

• Les også: Jorda i Arktis kan være en tikkende klimabombe 

Smeltet polis skaper ny trafikk

Dette fiktive scenariet var utgangspunktet for et stort tverrfaglig forskningsprosjekt der forskerne tar for seg de politiske, juridiske, miljømessige og teknologiske utfordringene relatert til en helt ny skipsfart i Arktis.

Bakgrunnen for prosjektet er at isen de siste årene har smeltet så mye at Nordøstpassasjen nå er åpen for skipstrafikk. Man kan i dag, i deler av året, seile mellom Asia og Europa, via Arktis. 

Forskningsprosjektet heter A-lex og er et samarbeidsprosjekt mellom UiT Norges arktiske universitet, Framsenteret, Marintek og Akvaplan-niva. Etter fire år er prosjektet nå offisielt avsluttet.

Store sjanser for at menneskeliv går tapt

Forskerne har blant annet konkludert med at det er store sjanser for at menneskeliv går tapt dersom skip forliser i Arktis. 

Det er for langt til redningstjeneste og infrastruktur, og skiftende, kaldt været gjør de fysiske omgivelser svært krevende.

Hvordan ville for eksempel tusenvis av eldre mennesker om bord i et cruiseskip takle en slik situasjon?

Forskerne har også avdekket mange juridiske problemstillinger rundt internasjonal regulering av skipsfart, ansvar og erstatning ved ulykker og sikkerheten både for skipsmannskap og et eventuelt redningsmannskap.

• Les også: Økonomi trumfar økologi i reiselivet

Måtte tilbakevise antakelse

Hva så med miljøet? Det er mange ukjente faktorer rundt økosystemet i Arktis. Det er kun tre til fire år siden forskere fra UiT begynte å dra på vintertokt på havet i Arktis.

Tidligere har forskere antatt at siden sollyset er grunnlaget for all biologisk produksjon på landjorden og i havet, og sola er borte fra Arktis om vinteren, er det ikke noe biologisk aktivitet der om vinteren. De fleste sjøfugler og hvaler har jo også dratt sørover.

– Denne etablerte antakelsen har nå blitt utfordret, og på mange måter tilbakevist, forteller marinbiolog Lars-Henrik Larsen, fra Akvaplan-niva.

– Fisk spiser og formerer seg i mørket, dyreplankton forekommer i rike mengder og trives under måne- og nordlys, konstaterer forskeren.

Det at mange arter trives også under måne- og nordlys, gjør naturen sårbar hele året.

Kjemikalier i torskens gyteområde

Da det fiktive skipet Oleum forliste, forsvant det også kjemikalier ned i det mørke havdypet. Utslippet får sannsynligvis alvorlige konsekvenser for økosystemet. Området der det skipet sank, er nemlig gytested for polartorsk.

Polartorsken er ikke til stede når skipets giftige last synker, men svømmer inn for å gyte noen måneder senere, i februar.

– Da har utslippet av både diesel og kjemikalier skjedd, og vi vet lite om hvordan det kan påvirke gytesuksessen til polartorsken, sier Larsen.

– Vi ser at selv om ressursene, altså fisken i havet, ikke er til stede når en ulykke skjer, kan et utslipp av kjemikalier eller olje være skadelig for dem på et senere tidspunkt. 

• Les også: - Må samarbeide om å verne Arktis

Håper på videre forskning

Tore Henriksen, leder av K. G. Jebsen-senter for havrett ved Det juridiske fakultet på UiT, håper forskerne kan fortsette forskningen på området.

– Det er utfordrende, men også svært nyttig med tverrfaglige forskningssamarbeid. Man må kommunisere slik at folk utenfor eget fagområde forstår hverandre. Men når vi nå har tilegnet oss så mye kunnskap innen de forskjellige fagområdene, så vil vi gjerne fortsette, og det skal vi jobbe for å få til, avslutter Henriksen.

Referanse:

Lars-Henrik Larsen m.fl: Technological and environmental challenges of Arctic shipping – A case study of a fictional voyage in the Arctic. Polar Research, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.3402/polar.v35.27977. Sammendrag.

Alder gjør at vi virker dårligere. Ettersom tida går, mister cellene våre gradvis evnen til å reparere seg selv. Til slutt blir det så mange feil og skader at organene begynner å svikte. Aldringen i seg selv er faktisk en av de viktigste risikofaktorene for mange sykdommer.

Hittil har forskerne sett på aldring som en enveisprosess. Den kan kanskje sakkes av livsstil og andre miljøfaktorer, men ikke snus.

• Les også: – Teorien om aldring må endres

Men i forrige uke kom en studie som hinter om at dette er feil.

Et team av forskere fra USA og Spania har klart å reversere aldring hos mus. Behandlingen så ut til å reparere aldersrelaterte skader på dyras organer. Musene levde også vesentlig lenger enn normalt.

– Denne studien er banebrytende. Den endrer synet på aldring som noe ensrettet man ikke kan reversere, kommenterer Kaja Kristine Selmer ved Avdeling for medisinsk genetikk ved Universitetet i Oslo.

Foryngelsesprosess

Ideen bak den nye studien er for så vidt ikke ny.

Et visst håp om at aldring kan snus ble nok vekket i 2006, da Shinya Yamanaka og kollegaene hans klarte å reprogrammere voksne hudceller slik at de forvandlet seg tilbake til embryonale stamceller – en slags universalceller som finnes i tidlige foster.

• Les også: Ungt blod snur ikke aldring

Det viste seg at denne foryngelsesprosessen kunne settes i gang ved å aktivere bare fire gener – de såkalte Yamanaka-faktorene.

Arbeidet var en sensasjon, og brakte stamcelleforskningen et stormskritt forover. Det viste også at det er mulig å reversere aldring i enkeltceller.

Men teknikken egnet seg ikke like godt til å få en hel kropp til å bli yngre. Dyr som har fått en slik behandling har enten dødd eller raskt utviklet kreftsvulster.

Levde lenger

Nå har imidlertid Alejandro Ocampo fra Salk Institute for Biological Studies og kollegaene hans klart det umulige:

De har brukt Yamanaka-faktorene til å lage en delvis reprogrammering av cellene i levende mus med en sykdom som gir for tidlig aldring.

I stedet for å framkalle en konstant aktivering av de fire Yamanaka-genene, sørget forskerne for at de var aktive i flere korte perioder.

• Les også: Eldre kvinner har bedre sex

Dette førte til at musenes kropper ble forynget. Flere organer fikk en større evne til å reparere skader og holde seg friske, og musene levde lenger enn ubehandlede mus. Og dette uten at de utviklet kreft.

– Forskerne har funnet balansen hvor musa ikke utvikler kreft og hvor cellen beholder sine karakteristika, men hvor cellens alderdomstegn likevel reverseres, sier Selmer.

Hun tror dette er første skritt mot en helt ny forståelse av aldring.

Miljøet endrer genene

De siste åras forskning har vist at aldringsprosessen i stor grad styres av epigenetikk. Epigenetikk er mekanismer som slår genene i DNAet av eller på.

Etter hvert som vi eldes, forandres mønsteret av gener som er aktive og inaktive. Det er dette som gir de karakteristiske tegnene på aldring.

Miljøet vi lever i og livsstilen vår er med på å styre disse epigenetiske endringene i genaktivitet, slik at vi kan eldes raskere eller saktere.

Men få hadde sett for seg at slike aldersrelaterte endringer skulle være reversible, sier Selmer.

– Vi har tenkt at vi ikke kan gjøre noe med det. Men det som skjer med musene i den nye studien snur det inntrykket. Det er overraskende.

Om vi er heldige, er dette begynnelsen på en utvikling av metoder for å stoppe eller reversere aldring også hos mennesker.

Mange år til behandling av aldring

– Det å hindre aldring er nok en våt drøm for mange forskere. Men veien fram er veldig lang, advarer Selmer.  

– Det er stor forskjell på mus og mennesker, og disse musene var i tillegg spesialdesignet for at man skulle kunne stimulere Yamanaka-genene.

Det ligger mange hinder i veien før forskere eventuelt kan teste konseptet på mennesker. Og selv hvis vi kommer så langt, vil det fortsatt ta flere tiår å utvikle brukbare behandlingsformer.

Men likevel: Plutselig står døra på gløtt.

Vi øyner en mulighet som ikke var der før.

Noe som gjenspeiler seg i optimismen i siste setning i Ocampos artikkel, godt skjult under forskersk nøkternhet:

«Med tid og stunder kan dette til og med lede til utvikling av terapeutiske strategier som sikter mot å bedre aldersrelaterte sykdommer og dermed fremme helse og øke levealderen.»

Referanse:

Alejandro Ocampo m. fl., In Vivo Amelioration of Age-Associated Hallmarks by Partial Reprogramming, Cell, desember 2016.

– Svært få tenker over hvordan søkemotoren velger og prioriterer sine treff, sier professor Krisztian Balog ved Universitetet i Stavanger.

Google for eksempel, bestemmer hvilke tilbud som kommer øverst, og hvilke som havner lenger nede.

Balog forsker på data-gjenfinning, som i stor grad dreier seg om utviklingen av søkemotorene.

Søkemotorene henter ut informasjon fra store mengder ustrukturerte data. De kombinerer resultatene fra flere søkekilder til et forståelig og nyttig format ved bruk av såkalt maskinlæring. Det betyr at maskinen på egen hånd kan forbedre sin evne til problemløsning, som i dette tilfellet gir mer relevante og presise søk.

Balog er tilknyttet Institutt for data- og elektroteknikk ved Det teknisk-naturvitenskapelige fakultet, Universitetet i Stavanger.

Lærer av seg selv

– Lagring og deling av store datamengder er ikke interessant i seg selv hverken for leverandøren eller kunden, men det enorme volumet med tilgjengelig informasjon gjør det nødvendig for den enkelte av oss å stole på verktøyene og på teknologien, sier Balog.

Søkemotorene bruker en såkalt edderkopp, også kalt crawler, for å samle inn informasjon.

Den besøker nettsider flere ganger. På denne måten oppdager den kontinuerlig ny informasjon og den tilegner seg på minutter det vi ellers ville trengt uker på å lære oss.

Google tilpasser søkene sine til steder du allerede er pålogget og opererer dermed innenfor brukerens egen informasjonsboble.

Det du liker på Facebook vil påvirke hvilket innhold du får presentert i neste omgang.

– Søkemotorene er det nærmeste vi i dag kommer kunstig intelligens, samtidig som den beste måten å gjøre dem mer intelligente på er å bruke dem enda mer, sier professoren.

• Les også: Dyslektikere sliter med søkesystemene på bibliotekene

Søkemotorene har vokst kraftig

– AltaVista, en av de aller første søkemotorene, ble bygget i 1995. I år 2000 ga den tilgang til 500 millioner sider. I dag kunne disse vært lagret på én maskin og Google alene laster nå ned over 20 milliarder sider daglig.

– Hva ellers skiller dagens søkemotorer fra sine 10 år gamle forgjengere?

– Google opererer i dag mer enn et dusin kjempestore datasentre over hele kloden for å dekke behovet, og i stedet for ti blå lenker med dokumenter får vi i dag en mengde treff med fyldige og direkte svar. I tillegg er relevante utdrag markert i ingressen.

På toppen av dette mottar vi mye tilleggsinformasjon, faktabokser med lenker, gjerne sortert etter relevante parametre, som for eksempel tilberedningstid for matretter og reisetid.

Hjelper uten at du ber om det

En søkemotor fyller også inn informasjon som mangler, og som er nødvendig for å kunne gi deg et svar. På samme måte som iPhones hjelpsomme venninne Siri kjenner søkemotorene deg bedre for hver gang du spør om noe.

Alt handler om å tilby korrekt informasjon til rett person til avtalt tid, på samme måte som Google Now presenterer informasjon som er relevant for det du holder på med – uten at du aktivt ber om det. Dette kan være flyavganger, viktige arrangement eller attraksjoner i nærheten, fødselsdager, avtaler du har gjort og som nærmer seg i tid.

– Datavitenskapen kan gjennom å etablere brukervennlige grensesnitt bidra til at organisasjoner og enkeltbrukere forstår og kan nyttiggjøre seg store datamengder på en bedre måte enn i dag, mener Balog.

Han spår en videre sterk vekst de nærmeste årene innen proaktiv søking, der maskinen søker for deg på egen hånd, basert på din søkehistorie og dine preferanser. 

• Les også: Kan Facebook gi deg et lengre liv?

Gjør våre digitale fotspor evige

Balog peker også på de mange utfordringene som er knyttet til jus og personvern i forhold til avansert bruk av søkemotorer.

– På den ene siden hjelper de oss til raskt å få tilgang til relevant informasjon. På den andre siden inneholder søkehistorien opplysninger av privat karakter, som søkeordene i seg selv, for eksempel informasjonssøk om sykdommer.

I tillegg lever opplysninger om politisk engasjement, økonomiske forhold, dommer, bøter og annen sensitiv informasjon i tilnærmet evig tid på nettet.

På dette området gjenstår det mye arbeid med personvern, ulik lovgivning og rettspraksis landene imellom og for eksempel mellom EU og landene utenfor.

– De sponsede lenkene som kommer opp i søkene er også basert på din personlige søkehistorie, legger Balog til.

Han forteller at EU har under arbeid et lovframlegg om innsyn i hvorfor en algoritme anbefaler deg det ene framfor det andre når du søker på internett. Det kunne også gjelde søkeresultatene, men dette utløser en mengde spørsmål.

– Vi kan anta at Google ikke vil dele informasjon med konkurrentene om hvordan systemene deres arbeider, da denne kunnskapen vil gjøre det mulig for nettsteder å rykke frem i køen gjennom å lure søkemotoren, sier Balog.

• Les også: Metoder som skal sikre kjøleskapet ditt fra hacking

Referanse:

J. Rybak m.fl.: Anticipating Information Needs Based on Check-in Activity, Tenth ACM International Conference on Web Search and Data Mining (WSDM ’17). Blir publisert i februar 2017. 

Kvantedatamaskinene kommer. Før eller siden vil forskerne klare å konstruere en kvantedatamaskin som kan brukes til et vell av ulike beregninger, som den vil kunne utføre mye raskere enn vanlige datamaskiner.

Men til å begynne med vil de være ekstremt vanskelige å bygge. Dermed blir de svinedyre og forbeholdt de få.

For de fleste blir det bare mulig å foreta slike beregninger ved å kjøpe seg adgang til en kvantedatamaskin for en kort  periode.

Via det fremtidige kvanteinternettet blir det mulig å sende regnestykkene sine til en kvantedatamaskin i skyen, som det så poetisk heter. Kvantedatamaskinen kan for eksempel stå hos Google, Microsoft eller IBM – for nå å nevne noen firmaer som allerede tilbyr cloud computing og arbeider for å utvikle kvantedatamaskiner. Når «skyen» er klar med resultatet, blir det sendt i retur til brukeren.

Hemmelige beregninger på en fremmed maskin

Selv om det fortsatt ikke finnes verken kvanteinternett eller fullt utbygde kvantedatamaskiner, bør vi begynne å forberede oss.

Det mener i hvert fall Christian Scheffmann Jacobsen, som er postdoktor ved Institut for Fysik ved Danmarks Tekniske Universitet (DTU). Sammen med kolleger fra instituttet og fra University of Toronto i Canada har han vist hvordan man det er mulig å la en kvantedatamaskin regne på hemmelige, krypterte data.

– Når en helt ny teknologi er på vei, bør vi sørge for at sikkerheten er på plass, sier han.

– I begynnelsen vil kvantedatamaskinene være sentralisert. Da trenger vi metoder for å sikre private data. Men det vil selvfølgelig også være nyttig senere, etter hvert som kvantedatamaskiner blir mer utbredte. Da vil det fortsatt være fint å ha noen metoder som sikrer informasjonen.

• Les også: Dataspillere hjelper kvantefysikere

Datamaskinen får ikke kikke

Hvis vi bare skal lagre data, er det ikke noe stort problem. Da er det bare å kryptere dataene før du sender dem opp i skyen.

Men det er vanskeligere hvis datamaskinen i skyen skal utføre beregninger på dataene – uten å vite hva den regner på. Det er som å utføre et Google-søk uten at Google får vite hva vi skriver i søkefeltet.

– Det er mulig på vanlige datamaskiner, selv om det er vanskelig og ressurskrevde, forteller Jacobsen.

– Spørsmålet var om vi kunne gjøre noe lignende med kvantedatamaskiner, som fungerer på en helt annen måte, altså å sende krypterte data til en fremmed kvantedatamaskin, som utfører beregningene og sender resultatet kryptert tilbake.

Det har fysikerne nå klart, ifølge en artikkel i tidsskriftet Nature Communications.

• Les også: Kvanteroboter kan lære av det ukjente

Halvferdig kvantedatamaskin ble tatt i bruk

På DTU forsøker fysikerne å utvikle en kvantedatamaskin som er basert på laserlys. Ved å manipulere styrken på og fasen til laserlyset kan de produsere kvanteeffekter som kan danne utgangspunktet for beregninger.

Fysikerne i Canada har vist at metoden med å holde data hemmelige for fungerte i teorien, men spørsmålet var fortsatt om det ville fungere i praksis, sier Jacobsen:

– Det kunne ha vært eksperimentelle begrensninger for metoden. Det kunne vi teste ved DTU. Vi har selvfølgelig ikke noen ferdig kvantedatamaskin, men vi har en del av den teknologien som er nødvendig. Og forsøket viste at metoden fungerte.

• Les også: Ny og enklere vei til kvantedatamaskinen

Kan utvikle fremtidens medisiner

Men hva kan det brukes til? Det kommer an på hvilke programmer – kvantealgoritmer – forskerne klarer å utvikle. Men det er for eksempel store forhåpninger til at kvantedatamaskiner kan bidra til å utvikle nye medisiner.

– Et firma har kanskje et molekyl de vil bruke i nye medisiner. De vil simulere hvordan molekylet oppfører seg når det påvirkes på en bestemt måte, ved hjelp av en kvantedatamaskin i skyen, forteller Jacobsen.

– I dette eksempelet vil inputen være det spesifikke molekylet. Kvantealgoritmen vil simulere påvirkningen, og outputen vil være resultatet av påvirkningen. Med metoden vår kan firmaet holde selve molekylet hemmelig.

Dermed er forskerne med på å sikre at vi fortsatt kan holde på hemmelighetene våre i en fremtid der den utrolige regnekraften til kvantedatamaskiner blir noe vi leier på nettet.

Referanse:

Marshall, K. (et al.) Continuous-variable quantum computing on encrypted data. Nature Communications (2016), DOI: 10.1038/ncomms13795

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.