EU beviljar en miljard euro till forskning inom kvantfysik och -teknik – Aalto-universitetet deltar i tre projekt
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.
Mikko MöttönenVi strävar efter att observera grundläggande fenomen inom kvantkommunikation, såsom teleportering av kvanttillstånd med mikrovågsfotoner
“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.
”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.
Zhipei SunDe framtida möjligheterna för den här tekniken är långtgående
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.
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
Läs fler nyheter
Bergsrådet Marcus Wallenbergs Stiftelse stödjer inrättandet av professurer vid Svenska handelshögskolan och Aalto-universitetets handelshögskola
För att fira sitt 50-årsjubileum har Marcus Wallenbergs Stiftelse för Företagsekonomisk Forskning beslutat att stödja inrättandet av två professurer. Dessutom meddelar stiftelsen att den kommer att öka sitt årliga stöd till doktorandprogrammet Kataja avsevärt.
Ett team anlände med full fart för att studera bakterier som trivs under extrema förhållanden
Jarno Mäkelä började som biträdande professor i biofysik vid institutionen för neurovetenskap och medicinsk teknik vid Aalto-universitetet i början av september. Samtidigt fick han sällskap av forskaren Taras Redchuk, postdoktorala forskarna Dan Noel och Eveliny Nery, doktoranderna Ada Pajari och Aakeel Wagay, forskningsassistenten Chris Hayes samt en mängd utrustning, finansiering från Finlands Akademi och en ERC Starting Grant från Europeiska forskningsrådet.
Rektor Ilkka Niemelä: ”Varje studerande ska kopplas ihop med det finländska arbetslivet”
Aalto-universitetet vill samarbeta med arbetsgivare för att de internationella experter som Finland är i stort behov av ska integreras i vårt land.