EU beviljar en miljard euro till forskning inom kvantfysik och -teknik – Aalto-universitetet deltar i tre projekt

Aalto University Quantum Bit Silicon Chip. Image: Jan Goetz.

Aalto-universitetet har en lång historia av grundläggande forskning inom lågtemperaturkvantfenomen, -utrustning och teknisk utveckling av desamma. Flertalet forskningsgrupper från Finlands akademis spetsforskningsenhet för kvantteknologi (QTF), som koordineras av Aalto-universitetet, är engagerade i projekt inom EU:s nya flaggskepp. QTF:s forskningsprogram för att kontrollera kvantfenomen vid fasta tillstånd och för att utveckla ny teknik är världsunikt.

Ett av flaggskeppets underprojekt, Quantum Microwave Communication and Sensing (QMiCS), kommer att utforska det mikrovågsljus som avsöndras från supraledande kretsar som har kylts ned till den absoluta nollpunkten. I detta tillstånd uppvisar mikrovågorna fascinerande kvantfenomen såsom intrassling och kvantteleportering. Trots att mikrovågor redan används brett i vardagselektronik och trådlöskommunikation så har potentialen i deras egenskaper på kvantnivå ännu inte nyttjats för kommersiell teknik.

QMiCS-gruppen kommer att designa en nätverkskabel som tar mikrovågornas kvantegenskaper i bruk: att möjliggöra överföring av data i ett lokalt kvantdatornätverk.

Vi strävar efter att observera grundläggande fenomen inom kvantkommunikation, såsom teleportering av kvanttillstånd med mikrovågsfotoner

Mikko Möttönen

“Vi strävar efter att observera grundläggande fenomen inom kvantkommunikation, såsom teleportering av kvanttillstånd med mikrovågsfotoner. Inom det ramverket kommer vi implementera det första kvantnätverket i ett lokalområde. Den här tekniken kan utvecklas vidare till kvantradar eller kvantinternet”, säger doktor Mikko Möttönen, huvudforskare i QMiCS-projektet vid Aalto-universitetet.

Ultrakänsliga sensorer kommer att utvecklas inom flaggskeppets underprojekt Miniature Atomic Vapor-Cells Quantum Devices for Sensing and Metrology Applications (macQsimal). Projektgruppen kommer att tillverka sensorer som utklassar den nuvarande tekniken gällande känslighet och noggrannhet vid mätningar av magnetfält, tid, rotering och elektromagnetisk strålning.

På Aalto-universitetet kommer professor Lauri Parkkonen och hans grupp att utföra forskningen. De kommer att designa och tillämpa sensorer för magnetiska fält, för att utföra magnetoencefalografi (MEG), som fångar de små magnetiska fält som skapas vid hjärnaktivitet. Gruppen kommer att konstruera en samling av MEG-sensorer som kan anpassa sig efter formen och storleken på subjektets huvud, till skillnad från den nuvarande MEG-utrustningen som använder sig av sensorer baserade på supraledning. Med hjälp av de nya sensorerna kommer precisionen för att detektera, och differentiera mellan, olika hjärnområden tas till en ny nivå – och gagna både vidare grundläggande forskning och kliniska tillämpningar, som att kunna precisera var de epileptiska centrumen är innan epileptiska operationer genomförs.

Magneettikenttäantureita aivosignaalien mittaamiseen magnetoenkefalografialla eli MEG:llä.

”Nuvarande MEG-utrustning som använder supraledande sensorer är dyr och klumpig eftersom sensorerna kräver extremt låga temperaturer för att fungera. Sensorerna som vi utvecklar är små, fungerar i rumstemperatur och kan placeras direkt på hårbotten. Den spatiala upplösningen som vi kan uppnå med dessa sensorer ligger antagligen ganska nära invasiva mätningar. Det betyder att vår teknik skulle kunna bespara epileptiska patienter behovet av inopererade elektroder innan den faktiska operationen”, säger Lauri Parkkonen.

Det tredje projektet med anknytning till Aalto-universitetet, Scalable Two-Dimensional Quantum Integrated Photonics (S2QUIP), kommer att utveckla kvantfotonhybridmikrosystem för bredare användning i vardagen, till exempel inom telekommunikation. Projektet strävar efter att göra kvantljuskällor mer effektiva, skalbara och uppvisa hög funktionalitet.

”De framtida möjligheterna för den här tekniken är långtgående: de kan användas, inte bara inom kommunikation, utan också inom kvantsimulering, -mätteknik och -avläsning”, säger professor Zhipei Sun, Aalto-universitetets huvudforskare i projektet.

De framtida möjligheterna för den här tekniken är långtgående

Zhipei Sun

QMiCS och S2QUIP är båda knutna till den nationella spetsforskningsenheten för kvantteknologi QTF. Två VTT-team deltar också i flaggskeppsprojektet genom QTF, som använder sig av den nationella forskningsinfrastrukturen OtaNano.

QMiCS koordineras av Walther-Meißner-institutet vid Bavarian Academy of Sciences and Humanities, macQsimal av Centre Suisse d'électronique et de microtechnique och S2QUIP av Kungliga tekniska högskolan.

https://qt.eu

Europeiska kommisionens pressmeddelande

Mer information:

Mikko Möttönen, äldre forskare

Aalto-universitetet, institutionen för teknisk fysik
[email protected]
tel. +358 50 594 0950

Lauri Parkkonen, professor
Aalto-universitetet, institutionen för neurovetenskap och medicinteknik
[email protected]
tel. +358 40 5089 712

Zhipei Sun, professor
Aalto-universitetet, institutionen för elektronik och nanoteknik
[email protected]
tel. +358 50 430 2820

  • Publicerat:
  • Uppdaterad:
Dela
URL kopierat

Relaterade nyheter

YLE-yhteistyö
Pressmeddelanden Publicerat:

Yle har som mål att rekrytera de bästa experterna inom teknik och den kreativa branschen – Yle och Aalto utvidgar samarbetet

Yle och Aalto-universitetet har ingått ett avtal om information till Aalto-studenterna om jobb, praktikplatser och intressanta karriärstigar på Yle. Till en början gäller det nya
arbetsgivarens nyckelkundspaketet i ett år.
Aalto Day One 2019 kulkue Kuva: Aalto-yliopisto / Mikko Raskinen
Pressmeddelanden, Universitetet Publicerat:

Ilkka Niemelä: Vi måste värna om balansen i det finländska utbildningssystemet

Vid inskriptionen talade även forsknings- och kulturminister Hanna Kosonen och ordförande för Aalto-universitetets studentkår Tapio Hautamäki.
Nanocellulose bicycle Photo: Eeva Suorlahti
Samarbete, Pressmeddelanden, Vetenskap & konst Publicerat:

Morgondagens hållbara livsstilar visas i Otnäs

En av Helsinki Design Weeks huvudevenemang, Designs for a Cooler Planet, uppvisar Aalto-universitetets mångfacetterade lösningar, som nanocellulosacykeln, mikrobhörlurarna och Ioncell-kläder.
Kauppakorkeakoulu
Samarbete, Pressmeddelanden Publicerat:

Helsinki Graduate School of Economics får ekonomiprofessur inom datavetenskap

Den nya professuren vid Aalto-universitetets handelshögskola blir möjlig tack vare en gemensam donation på 2,5 miljoner euro från Saastamoinen-stiftelsen och fonden Jenny ja Antti Wihurin rahasto.