Nyheter

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

Aalto-universitetets forskningsgrupper kommer att studera och utveckla tekniker inom kvantkommunikation, ultrakänsliga magnetsensorer baserade på kvantoptik, och fotonavsöndrande kvantchipp.
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

Läs fler nyheter

Image depicts a white wall with the words IV Konehuone OLO sprayed on it in red, referring that the engine room for AC is that way.
Campus, Pressmeddelanden, Universitetet Publicerat:

Aalto-universitetet utlyser tävlingar om konstverk i kvarteret som nu byggs

Med tävlingarna vill man ha konstverk till det nya kvarteret Aalto Works.
The apparatus consisted of a micron-scale aluminium superconductor separated from a normal conductor – metallic copper – by a thin insulating layer. When Cooper pairs in the superconductor broke, the quasiparticles would tunnel through the insulation to the copper, where the researchers observed them with a charge detector. Picture: Aalto University.
Pressmeddelanden Publicerat:

Ögonblick av tystnad visar vägen mot bättre supraledare

Tillsammans med forskare från Lunds universitet och VTT satte teamet vid Aalto upp ett experiment för att upptäcka ett mindre antal kvasipartiklar i realtid.
Ilmastoyliopiston logo
Pressmeddelanden Publicerat:

Utbudet av klimatkurser breddas: Aalto och 17 andra universitet samarbetar som Klimatuniversitet

Nätverket Klimatuniversitetet (Climate University) som koordineras av Helsingfors universitet har slutit samarbetsavtal för undervisning mellan 18 olika universitet. I och med de nya avtalen kommer de flesta universitetsstudenter i Finland att ha tillgång till nätverkets kurser om klimat- och hållbarhetsteman.
Eturivissä opiskelijat Otto Simola, Verneri Hirvonen ja Julius Helander. Takarivissä professori Jussi Ryynänen ja vanhempi yliopistonlehtori Marko Kosunen. Kuva: Niina Norjamäki
Pressmeddelanden, Vetenskap & konst Publicerat:

Studerande kodade en öppen mikroprocessor som företagen kan använda hur de vill

Den nya processorn kan användas till exempel i 6G-transceivers och i krypteringsteknologi. Projektet lockar unga att studera mikroelektronik, ett område där det råder en skriande brist på experter i Finland.