Correlated Quantum Materials (CQM)
Correlated Quantum Materials Group (CQM)
Kvanttialgoritmi ratkaisi massiivisen kvanttimateriaaliongelman hetkessä
Löytöä voidaan hyödyntää lämpöhäviöttömän teknologian kehittämisessä, esimerkiksi vähentämään datakeskusten tuottamaa lämpöä.
Kvanttiteknologiat, kuten kvanttitietokoneet, rakennetaan kvanttimateriaaleista. Oikeissa olosuhteissa tällaisissa materiaaleissa ilmenee kvanttiominaisuuksia. Insinöörit voivat myös saada aikaan kvanttikäyttäytymistä manipuloimalla materiaalin rakennetta, esimerkiksi pinomalla grafeenikerroksia päällekkäin ja kiertämällä niitä moiré-kuvion muodostamiseksi, mikä yhtäkkiä muuttaa ne suprajohteiksi.
Kerrokset voidaan järjestää yhä monimutkaisemmiksi aina kvasikiteisiin ja supermoiré-materiaaleihin asti. Perusongelmana on, että tutkijoiden on ensin laskettava potentiaalisten uusien materiaalien ominaisuudet voidakseen ennustaa, voisivatko ne olla hyödyllisiä. Esimerkiksi kvasikiteet ovat niin monimutkaisia, että niiden käsittely voi vaatia yli kvadriljoonan luvun laskemista – mikä ylittää reilusti maailman tehokkaimpien supertietokoneiden kapasiteetin.
Nyt Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan laitoksen tutkijat ovat osoittaneet, kuinka kvanttitietokoneista inspiraationsa saanut algoritmi mahdollistaa näiden valtavien, ei-jaksoittaisten kvanttimateriaalien ratkaisemisen silmänräpäyksessä. Se on myös varhainen esimerkki positiivisesta kvanttiteknologian palautesilmukasta, selittää apulaisprofessori Jose Lado.
”Ratkaisevaa on, että nämä uudet kvanttialgoritmit voivat mahdollistaa uusien kvanttimateriaalien kehittämisen, mikä luo hyödyllisen kaksisuuntaisen palautesilmukan kvanttimateriaalien ja kvanttitietokoneiden välille”, hän selittää.
Tutkijoiden löytö avaa tien lämpöhäviöttömän elektroniikan kehittämiselle, mikä voisi auttaa esimerkiksi vähentämään tekoälysovellusten laskutoimituksia suorittavien datakeskusten lämpövaikutuksia.
Ladon johtamaan tiimiin kuuluivat tutkijatohtori ja artikkelin pääkirjoittaja Tiago Antão, QDOC-tutkijatohtori Yitao Sun sekä akatemiatutkija Adolfo Fumega. Artikkeli julkaistiin äskettäin Physical Review Letters -lehdessä: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/hhdf-xpwg.
Lue lisää englannikielisestä uutisesta täältä.
Lisätietoja:
Research Council of Finland establishes a Center of Excellence in Quantum Materials
The Centre, called QMAT, creates new materials to power the quantum technology of coming decades.
Lue lisää uutisia
Kolme nousevaa Aalto-yliopiston tutkijaa sai EU:n kilpaillun rahoituksen
Dominik Baumann, Tero Mäkinen ja Owies Wani kehittävät tutkimushankkeissaan tekoälyagenttien kouluttamista vahvistusoppimisessa, materiaalivaurioiden fysiikan malleja ja elektrolyyttirakennetta energian varastointiin.
Aalto-professori Jukka Pekolan viesti: Sinnikäs perustutkimus on edistyksen ehto
Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan laitoksen professori Jukka Pekola nimitettiin Aalto-professoriksi lukuvuoden avajaisissa 1. syyskuuta 2026.
Professori Andrea Sand on uusi teknillisen fysiikan laitoksen johtaja
Ydinfysiikkaa tutkiva Sand saa avukseen uudet varajohtajat. Uusi laitosjohto aloitti 1. syyskuuta.