Kvantforskare i Science
Kvantforskningen på Chalmers ligger i den absoluta frontlinjen. Nu har forskarna lyckats med en bedrift som många inte trott på – de har visat att komponenter byggda av högtemperatursupraledande material har kvantiserade energinivåer. Resultaten publiceras i senaste numret av Science.
Kvantdatorer förväntas kunna lösa vissa omfattande uppgifter på relativt kort tid, medan konventionella datorer skulle behöva tiden från vårt universums födelse för samma uppdrag. Därför pågår forskning om kvantdatorer för fullt runt om i världen just nu.
Nyckelkomponenten är en så kallad kvant-bit. Denna baseras på ett kvantmekaniskt två-nivå system. Det gäller att hitta komponenter som uppför sig enligt kvantmekanikens lagar, att de har kvantiserade energinivåer.
Komponenter baserade på högtemperatursupraledande material är intressanta som möjliga kvantbitar, eftersom de i sig har egenskaper som gör kvantsystemet mindre känsligt för yttre störningar. Men de har hittills antagits vara svåra att gå vidare med.
– De flesta forskare har varit skeptiska till att komponenter baserade på högtemperatursupraledare skulle kunna visa kvantiserade nivåer överhuvudtaget. Vad vi gjorde var att testa komponenter av yttrium – barium – koppar – oxid, vid mycket lägre temperaturer, och det lyckades, säger Thilo Bauch, en av forskarna.
Tillsammans med Floriana Lombardi har han den största delen av äran i detta projekt. Själva kvantiseringen av energinivåer sker i så kallade Josephsonövergångar. Resultaten var möjliga tack vare en helt ny teknik för att göra dessa övergångar, vilket Floriana Lombardi arbetat intensivt med.
Resultaten visade också att ett av de förmodade problemen, en hög så kallad dämpningseffekt, var ovanligt svag. Det är väsentligt för att anse det värt att gå vidare i forskningen.
– Nästa steg är att försöka visa att materialet kan fungera som en riktig kvantbit, säger Thilo Bauch.
Forskningen om hög – och lågtemperatursupraledande material utförs ofta av helt olika grupper med olika syften, och dessutom på olika platser. En av orsakerna till att chalmersforskarna kunde gå över gränsen och ta ett ovanligt grepp är att Chalmers samlat en mycket hög kompetens kring båda inriktningarna. Professor Per Delsing leder forskargruppen i kvantkomponentfysik och fortsätter envist sin jakt på möjliga kvantbitar och den framtida kvantdatorn.
– Det är fantastiskt roligt att detta annorlunda grepp visade sig vara framgångsrikt. Även för oss var det faktiskt lite av en överraskning, säger han.
Arbetet har utförts i samarbete med italienska forskare från Seconda Università di Napoli och Università dell’Aquila.
Kontaktinformation
Mer information:
Thilo Bauch, forskarassistent, Kvantkomponentfysik, Mikroteknologi och nanovetenskap (MC2), Chalmers, tel: 031-772 33 97
thilo.bauch@mc2.chalmers.se
Floriana Lombardi, docent och forskarassistent, Kvantkomponentfysik, Mikroteknologi och nanovetenskap (MC2), tel: 031 772 33 18
floriana.lombardi@mc2.chalmers.se
Per Delsing, professor, Kvantkomponentfysik, Mikroteknologi och nanovetenskap (MC2), mobil: 0703-088317
per.delsing@mc2.chalmers.se
Presskontakt på Informationsavdelningen
Sofie Hebrand, tel 031-772 84 64
sofie.hebrand@chalmers.se
