Netta Karjalaiselle kesäharjoittelu oli samalla maailman paras kandityö
Netta Karjalainen voitti Global Undergraduate Awards -kilpailun matematiikka ja fysiikka -kategoriassa Helsingin yliopistossa valmistuneella kandidaatin tutkielmallaan. Tutkielman pohjatyö valmistui hänen kesäharjoittelunsa aikana Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan laitoksen Correlated Quantum Materials (CQM) -ryhmässä. Voittaneen opinnäytetyön nimi on "Inferring underlying Heisenberg spin Hamiltonian from a spin spectral function for a quantum spin liquid by a neural network", ja opinnäytetyöhön perustuva tutkimusartikkeli julkaistiin Physical Review Applied -lehdessä elokuussa.
Kesäharjoittelu tarjosi Karjalaiselle mahdollisuuden tutustua samanaikaisesti koneoppimiseen ja mielenkiintoisiin kvantti-ilmiöihin. Molemmat olivat hänelle uusia aiheita. Projektin ja kirjoitusprosessin alussa nämä aiheet tuntuivat aloittelijasta hyvin haastavilta ja vaikeasti hahmotettavilta.
Karjalainen sovelsi hankkeessa kuitenkin onnistuneesti koneoppimista muuntamaan atomien läpi kulkevat virtaukset suoraan systeemin matemaattiseksi kvanttikuvaukseksi. Työ on tieteellisesti vaikuttava erityisesti sen lähestymistavan uutuuden vuoksi.
"Atomitason järjestelmät noudattavat kvanttimekaniikkaa, mutta yleensä emme voi tietää, mikä on matemaattinen kuvaus. Kokeellisesti voimme mitata, miten virrat kulkevat yksittäisten atomien läpi – joka on seurausta niiden kvanttikuvauksesta – mutta emme voi suoraan tietää sitä", sanoo Karjalaisen ohjaaja, professori Jose Lado.
Positiivinen työympäristö ja odottamattoman lopputulos
Harjoittelu oli kemiaa pääaineena opiskelevan Karjalaisen ensimmäinen. Karjalainen sanoo Ladolla olleen sekä kärsivällisyyttä että kykyä selittää uudet teoreettisen fysiikan aiheet kattavasti ja tarjota apua tarvittaessa. Karjalainen päätti kirjoittaa kandidaatin tutkielmansa hankkeesta, koska työ oli hänestä niin kiehtova.
"Minusta tuntui, että opin jatkuvasti uutta ja minua kannustettiin tekemään parhaani. Kun olin saanut opinnäytetyöni valmiiksi ja kuulin kilpailusta, tiesin heti, että minun pitäisi osallistua. Voitto tuli kuitenkin täytenä yllätyksenä. En olisi voinut kuvitellakaan, että voisin voittaa kansainvälisessä kilpailussa - kategoriassa, joka ei ollut edes pääaineeni", Karjalainen sanoo.
Netta KarjalainenOpin jatkuvasti uutta ja minua kannustettiin tekemään parhaani.
Netta Karjalainen matkusti marraskuussa Irlantiin vastaanottamaan palkintonsa ja tapaamaan muita voittajaopiskelijoita eri puolilta maailmaa.
"Olen iloinen, että päätin suorittaa harjoitteluni juuri tässä ryhmässä ja osallistua kilpailuun. Niiden ansiosta sain uutta kiinnostusta kvanttiteknologiaan ja koneoppimiseen, ja lisäksi sain tavata mahtavia ihmisiä", Karjalainen sanoo.
Tällä hetkellä Karjalainen suorittaa maisterin tutkintoa Helsingin yliopiston teoreettisten ja laskennallisten menetelmien ohjelmassa. Hän suorittaa kursseja myös Aalto-yliopistolla, ja osan opetuksesta koordinoi InstituteQ, kansallinen kvantti-instituutti. Viime keväänä hän suoritti kemian kandidaatin tutkinnon.
Netta Karjalaisen harjoittelutyötä ohjasivat yhdessä Jose Lado sekä CQM-ryhmän tutkijatohtori Adolfo Fumega ja väitöstutkija Rouven Koch.
Teknillisen fysiikan laitoksella ja myös Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulun järjestämässä kansainvälisessä AScI-kesätutkimusohjelmassa on vuosittain kesäharjoittelijoita. Haku projekteihin aukeaa tammikuussa seuraavalle kesälle. Kiinnostuneet opiskelijat voivat ottaa yhteyttä professori Ladoon sähköpostitse.
Tutkimusartikkeli löytyy osoitteesta https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.20.024054.
Lisätietoja:
Lue lisää uutisia
Äänesi paljastaa enemmän kuin uskot – tutkijat kehittävät keinoja suojata puheeseen kätkeytyvää tietoa
Puheteknologiat yleistyvät vauhdilla, ja samalla kasvaa riski siitä, että ääni paljastaa arkaluonteista tietoa terveydestä, taustoista tai mielipiteistä. Aalto-yliopiston tutkijat kehittävät keinoja mitata ja rajoittaa sitä, mitä kaikkea puheesta voidaan päätellä.
Aallon vuosi 2025: Kvanttihyppyjä, luovia loikkia ja ratkaisuja parempaan elämään
Kasvua, teknologiaa ja teollisuuden uudistumista, ihmislähtöisiä ratkaisuja, terveys ja arjen hyvinvointi sekä hauskaa arkea ja toimivia yhteisöjä.
Miljoonarahoitus uuden sukupolven koneteknologian kehittämiseen – tavoitteena tuottavuusloikka useilla vientialoilla
BEST-hankkeessa kehitetään uudenlaisia tiiviste-, laakerointi- ja vaimennusteknologioita useiden teollisuudenalojen käyttöön.