Fyysikot käyttivät Helmi-kvanttitietokonetta ensimmäistä kertaa kvanttimateriaalien tutkimiseen

Uusien kvanttimateriaalien eli eri aineiden hiukkasten yhdistelmien kehittäminen on kvanttiteknologian suurimpia haasteita. Niitä tarvitaan entistä tehokkaampien kvanttiteknologioiden valmistamiseen, mutta tavallisten tietokoneiden laskentateho loppuu helposti kesken. Sen sijaan kvanttitietokoneita voidaan käyttää tiettyjen kvanttimateriaalien ominaisuuksien mallintamiseen.

Nyt Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan apulaisprofessori Jose Ladon johtama tutkijaryhmä on osoittanut miten kvanttimateriaaleja voi tutkia kvanttitietokoneen avulla. Ryhmään kuuluu myös Aallon tutkijatohtori Marcel Niedermeier, opiskelija Marc Nairn ja professori Christian Flindt. 

Tutkijat käyttivät VTT:n hallinnoimaa Helmi-kvanttitietokonetta, joka kuuluu Suomen kvanttitietokoneinfrastruktuuri FiQCI:hin. He havaitsivat, että Helmi pystyi ennustamaan missä olosuhteissa elektronit alkavat liikkua niin, ettei energiaa katoa matkan varrella laisinkaan.

Tutkimus julkaistiin Physical Reasech Review -lehdessä: https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.6.043288.

“Tähän asti kvanttimateriaalien suunnittelu on tapahtunut pääasiassa klassisten tietokonealgoritmien avulla. Nyt kehittämäämme kvanttialgoritmia voisi käyttää myös tulevaisuudessa kun tarjolla on nykyistä paremmin häiriöiltä suojattuja kvanttitietokoneita. Silloin tällä algoritmilla voisi tutkia paljon monimutkaisempia materiaaleja, jopa sellaisia joita nykyiset supertietokoneet eivät pystyisi laskemaan”, Lado sanoo.

Tutkimus on Ladon ja Flindtin vuonna 2022 alkaneen projektin tulos. Sitä rahoitti suomalainen kvanttiyhteisö InstituteQ ja Jane ja Aatos Erkon säätiö.

Lue tutkimuksesta lisää uutisen englanninkielisestä versiosta: In a first, physicists show how to use the Helmi quantum computer in Finland to design topological quantum materials | Aalto University