Väitös teknillisen fysiikan alalta, DI Arto Viitanen

Väitöskirjan nimi: Dissipation engineering of quantum-electric devices

Tohtoriopiskelija: Arto Viitanen
Vastaväittäjä: Assist.Prof. Simone Gasparinetti, Chalmers tekniska högskola, Ruotsi
Kustos: Prof. Mikko Möttönen, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, teknillisen fysiikan laitos

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/
 

Suprajohtavat kvanttipiirit ovat häviöllisiä johtuen niiden väistämättömästä kytkeytymisestä ympäristöönsä. Yhtäältä häviöiden minimoiminen on tärkeää piirien koherentin toiminnan takaamiseksi, mutta toisaalta häviöiden hetkittäistä kasvattamista voidaan käyttää hyväksi piirissä olevan ei-toivotun energian poistamiseksi. Tämä voisi esimerkiksi ratkaista erään keskeisen kvanttitietokoneiden haasteen: kubittien alustamisen. 

Väitöskirjassa tutkitaan kvanttipiirien häviöiden hallintaa ajassa niin kutsutulla kvanttipiirijäähdyttimellä. Jäähdytin perustuu elektronien tunneloitumisilmiöön, jossa elektroni samalla absorboi mikroaaltofotoneja halutusta kvanttipiiristä. Aikaisemmin jäähdytintä on käytetty tasajännitteellä. Väitöstyön yhtenä päätuloksena toteutetaan keino käyttää sitä myös mikroaaltosignaalilla, jolloin laite aiheuttaa kvanttipiirille erikoisen energiatilojen siirtymän. Väitöksessä kehitetään myös virtaviivaistettu versio jäähdyttimestä ja käyttämällä kubittia mitataan yksittäisten kvanttitilojen tarkkuudella laitteen kyky jäähdyttää mikroaaltovärähtelijää. Väitöskirjan tulokset vahvistavat ymmärrystä kvanttipiirijäähdyttimen toiminnasta sekä mahdollistavat kehittyneitä metodeja sen hyödyntämiseen tulevaisuuden kvanttitietokoneissa.

Yhteystiedot:

Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/52