Sähkötekninen teollisuus kasvoi ja monipuolistui nopeasti niin informaatio- kuin energiasovelluksissa 1800-luvun parin viimeisen vuosikymmenen aikana. Tämän joutui kokemaan myös Saksan Ulmissa 1879 syntynyt Albert Einstein jo yksivuotiaasta lähtien perheen muuttaessa 1880 Müncheniin, missä hänen isällään yhdessä veljensä kanssa oli dynamoja, kaarilamppuja ja puhelinjärjestelmiä valmistava yritys. Insinööriä Einsteinista ei tullut, kylläkin tekninen asiantuntija seitsemäksi vuodeksi Bernin patenttitoimistoon.
Varsinaiseen informaatiotekniikan kehittämiseen Einstein osallistui vähän. 1920-luvun loppupuoliskolla hän tosin oli läheisessä yhteistyössä useiden yritysten kanssa erilaisiin tuotekehitysprojekteihin liittyen. Merkittävää tulostakin syntyi jopa informaatiotekniikkaan liittyen. Hänen Anschütz-yritykselle kehittämästä gyrokompassista tuli todellinen menestys, jopa niin, että kaikki Saksan ja monen muunkin maan sotalaivat ja sukellusveneet varustettiin tällä uudella kompassilla.
Yhtä menestyksekäs ei ollut hänen Leo Szilardin kanssa AEG:n tutkimuslaboratoriossa tekemä täysin meluttoman jääkaapin kehittämisprojekti, vaikka sen tiimoilta he hakivatkin kymmenkunta patenttia. Myöhemmin heidän tiensä kohtasivat Yhdysvalloissa maailmansodan kynnyksellä 1939. Szilard tuli ehdottamaan maailman tunnetuimmalle pasifistille, että tämä kirjoittaisi presidentti Rooseveltille ja ehdottaisi Yhdysvaltojen käynnistävän toimenpiteet atomipommin rakentamiseksi. Ja näinhän sitten tapahtui tunnetuin seurauksin.
Einsteinin perustavaa laatua oleva merkitys nykymuotoisen informaatiotekniikan kehitykselle on kuitenkin toisaalla. Hänen vallankumoukselliset aineen ja säteilyn ominaisuuksiin sekä niiden välisiin vuorovaikutuksiin liittyneet paljastukset ovat keskeisellä sijalla tätä merkitystä arvioitaessa.
Heti ensimmäinen Einsteinin fysiikan ihmevuonna 1905 ilmestyneistä viidestä julkaisusta liittyy oleellisella tavalla näihin paljastuksiin. Julkaisuhan käsitteli valosähköistä ilmiötä, missä metallia pommittava valo irrottaa siitä elektroneja. Tällöin metalli varautuu positiiviseen jännitteeseen, mistä ilmiö on saanut nimensä. Valon irrottamien elektronien energioista Einstein pystyi osoittamaan, että valolla on aalto-ominaisuuksien lisäksi myös hiukkasluonne. Valo koostuu hiukkasista, fotoneista.
Einstein julkaisi 1917 valon ja aineen välistä vuorovaikutusta koskevan tutkimuksensa, missä hän kuvasi elektronivirityksen laukeamiseen normaalisti liittyvän spontaanin fotonin syntymisen lisäksi myös toisenlaisen fotonin syntymekanismin. Tässä ns. stimuloidussa syntytapahtumassa virittyneen elektronitilan laukaisee tuleva fotoni synnyttäen toisen täysin itsensä kaltaisen fotonin johtaen siten valon monistumiseen.
Tämän ilmiön pohjalta onnistuttiin rakentamaan 1950-luvun lopulla ensimmäiset laserit. Pienet puolijohdeliitoksista valmistettavat diodilaserit ovat valolähteinä laajasti käytettyjä komponentteja tämän päivän informaatiotekniikassa. Samoin ovat myös valon havaitsimet, jotka niinikään perustuvat puolijohteisiin ja niiden liitoksiin.
Ennen sähköistä lennätintä tiedonsiirto tapahtui pääasiallisesti valon avulla optisesti. Varhaisina viestintämenetelminä olivat savumerkit ja merkkitulet. Kreikkalaisten rakentamat soihtulinkkiketjut olivat jo suhteellisen tehokkaita tiedonsiirtolinjoja. Linssien kehittymisen myötä alettiin Euroopassa aina Ruotsia myöten rakentaa 1790-luvun lopulla jo optisia lennätinverkkoja, vaikka niiden toimintakyky olikin säästä riippuvainen.
Sähkölennätin ja vähän myöhemmin puhelin syrjäyttivät optisen tiedonsiirron noin 150 vuotta sitten. Kiitos Einsteinin uraa uurtavien töiden, olemme voineet palata takaisin optiseen tiedonsiirtoon. Optisiin kuituihin ja laserdiodeihin perustuvana siitä on tullut erittäin tehokas tiedonsiirtotapa ja kuitulaserien käyttö mahdollistaa siirron toteuttamisen jo täysin optisena ilman elektronista signaalien vahvistusta.
Optisen tiedonsiirron ohella fotoneihin perustuva fotoniikka on vallannut laajan alueen informaatiotekniikassa. Erilaiset valotunnistimet huolehtivat pimeän tullen teiden, pihojen ja monien muidenkin alueiden valaistuksesta, varoittavat asiattomista vierailijoista kodeissamme, aukovat meille ovia liikkeissä sekä korvaavat katkaisijoita valojen sytyttämisessä ja sammuttamisessa.
Vastaavanlainen laaja käyttö on myös valoa synnyttävillä diodilasereilla nykyisessä informaatiotekniikassa. Ne lukevat ostamiemme tavaroiden hinnat liikkeiden kassoilla, cd- ja dvd-levyille tallennetun musiikin ja kuvainformaation sekä cd-rom-muisteihin tallennetun tiedon tietokoneissamme, linjaavat meille rakenteet rakennuksissa ja muissa konstruktioissa ja korvaavat jopa vanhat karttakepit kynän kokoisina osoittimina luennoillamme.
Valon hiukkasluonteen paljastamisen jälkeen Einstein osoitti jo 1907 kiinteän aineen ominaislämpöä käsittelevässä julkaisussaan kvantittumisen olevan yleisen luontoon liittyvän ominaisuuden, joka säätelee myös materiaalisten hiukkasten käyttäytymistä.
Esimerkiksi seinäkellon raskas heiluri voi heilahdella vain tietyillä diskreeteillä heilahdusamplitudin arvoilla vastoin omaa havaintomaailmaamme. Pienen atomin lämpövärähtelyissä kiteen sähköpotentiaalissa värähtelyenergian kvantittumisella määrättyihin diskreetteihin arvoihin on kuitenkin hyvin suuri vaikutus kiteen ominaislämpöön, kuten Einstein julkaisussaan osoitti.
Näillä töillään Einsteinista tuli ratkaisevalla tavalla myös kvanttifysiikan - yhden viime vuosisadan fysiikan kolmesta suuresta käsitteellisestä vallankumouksesta - keskeinen rakentaja. Hän oli myös kahden muun fysiikan käsitteellisen vallankumouksen, suppean ja yleisen suhteellisuusteorian kiistaton rakentaja.
Näiden kolmen pohjalta oli sitten mahdollista paljastaa kiinteän aineen kuten puolijohteiden fysikaaliset ominaisuudet viimeistä sokkeloa myöten ja rakentaa tämän tietämyksen pohjalta nykyinen kiinteän tilan elektroniikka transistoreista lähtien, mikä puolestaan muodostaa nykyisen informaatiotekniikan materiaalisen kivijalan.
