Superinduktans för kvantmekaniska IT-komponenter (Super JB)

Forskningsprojekt, 2014 – 2017

Kvantmekanisk IT Utvecklingen av informationsteknologin (IT) - från hålkortsapparater via vakuumrör och transistorer till integrerade kretsar - har möjliggjort allt komplexare beräkningar med allt fler elektroniska komponenter på allt mindre yta. Nu står vi inför en ny informationsrevolution: kvant-IT. Vi kan dra nytta av kvantmekanikens märkliga egenskaper för att bygga helt nya typer av datorer: kvantdatorer. Ett kvantmekaniskt dataminne, t ex en atom, kan vara i två lägen samtidigt - både 0 och 1, till skillnad från ett vanligt minne som är antingen 0 eller 1. Därför kan kvantdatorn utföra en beräkning på flera ingångsvärden samtidigt. Det gör att en ganska liten kvantdator kan komma att utföra beräkningar på rimlig tid, som en vanlig dator inte skulle klara av under universums livstid. En av kvantdatorns mest spännande tillämpningar är för att simulera komplexa kvantmekaniska system i naturen, t ex hur stora molekyler binder till varandra. Detta skulle ge en fenomenal föreståelse för biologiska system, till nytta för utvecklingen av mediciner, men är utom räckhåll för vanliga datorer, även i framtiden. Och likaväl som ingen förutsåg CD-spelaren innan lasern uppfanns, så kommer kvant-IT att ge oss nya tillämpningar som vi idag inte kan föreställa oss. Forskare har demonstrerat väldigt småskaliga kvantdatorer. Den mest lovande teknologin består av supraledande nano-komponenter som beter sig "som om" de vore atomer. Deras största problem är de kvantmekaniska egenskapernas känslighet för störningar från själva materialet som komponenterna består av. I min forskning på MIT har jag utvecklat en teknik för att reglera dessa komponenter med mikrovågspulser: vi kan kompensera för störningarna och även finna störkällorna för att sedan skapa bättre komponenter och uppfinna mer precisa metoder. Jag vill nu tillverka ännu bättre kvantkomponenter i Chalmers fantastiska renrum för nanoteknologi, och bygga än mer avancerade kvantmekaniska kontrollsystem för att undersöka komponenternas egenskaper.

Deltagare

Finansiering

Relaterade styrkeområden och infrastruktur

Nanovetenskap och nanoteknik

Styrkeområden

Nanotekniklaboratoriet

Infrastruktur

Publikationer

Superinductance and fluctuating two-level systems: Loss and noise in disordered and non-disordered superconducting quantum devices

Mer information

Senast uppdaterat