Väitös: Piipohjainen kvanttibitti voisi helpottaa kvanttitietokoneen rakentamista (Shakespeare)

Kaikki ovat kuulleet kvanttitietokoneista, jotka koostuvat kvanttimekaanisia ominaisuuksia hyödyntävistä kvanttibiteistä. Kvanttitietokoneiden avulla voidaan ratkoa kryptografisia ongelmia tai suorittaa atomitason simulaatioita, mitkä eivät ole mahdollisia tavallisille tietokoneille. Diplomi-insinööri Cliona Shakespeare kehitti Jyväskylän yliopiston väitöstyössään uudenlaista piipohjaista kvanttibittiä, mikä voisi mahdollistaa suuremman kvanttitietokoneen rakentamisen.
äö쾱Ჹtutkija Cliona Shakespeare fysiikan laitokselta
Cliona Shakespearen väitöskirjan tarkastustilaisuus pidetään perjantaina 20.9.2024 klo 12:00 Ylistönrinteellä salissa FYS1.
Julkaistu
17.9.2024

پdz-Բöö&Բ;Cliona Shakespearen väitöskirjassa tutkittiin uudenlaisen, piipohjaisen, kvanttibitin valmistamista. Käyttämällä piitä voidaan hyödyntää puolijohdeteollisuuden valmistuskapasiteettia. Fosforiatomin elektronilla piissä on hyvä koherenssiaika, joka mahdollistaa pidempien laskenta-algoritmien suorituksen.  Fosfori ei kuitenkaan ole optisesti aktiivinen piissä, joten vaaditaan optomekaaninen rakenne. Fosforin elektronin spinitila vaikuttaa mekaaniseen värähtelytaajuuteen, joka voidaan saada selville valon avulla.  

- Nykyisillä arkkitehtuureilla ei olla vielä saavutettu bittimääriä, jotka toimisivat muuna, kuin konseptuaalisena todistuksena kvanttilaskennan olemassaolosta. Uudenlainen kvanttibitti voisi helpottaa suuremman kvanttitietokoneen valmistusta, erityisesti, jos bitin tila voitaisiin saada selville valon avulla, kertoo Cliona Shakespeare Jyväskylän yliopistosta.   

Myös ulkoisten ympäristötekijöiden tutkimista 

Väitöstyössä selvitettiin optomekaanisen rakenteen valmistusta ja miten kvanttibitin valmistukseen liittyvät vaiheet, kuten fosforin implantaatio, vaikuttavat rakenteeseen.   

- Lisäksi analysoitiin kykyä parantaa elektronin spinin kytkentää mekaniikkaan ja sitä, miten paljon mekaanisen värähtelytaajuuden selvittämiseen vaadittava laservalo lämmittää mekaanista resonaattoria ja vaikuttaa sen värähtelytaajuuteen lämpölaajenemisen kautta, selventää Shakespeare. 

Cliona Shakespeare valmistui diplomi-insinööriksi Tampereen teknillisen yliopiston fotoniikan laitokselta ja aloitti väitöskirjatutkimuksensa Jyväskylän yliopistossa vuonna 2019. Tutkimuksen ohjaajana toimi Juha Muhonen ja siihen on saatu rahoitusta Jyväskylän yliopistolta ja Euroopan tutkimusneuvostolta (ERC).  
 
پdz-Բöö&Բ;Cliona Shakespearen väitöskirjan “Seeing the Light: Towards Optical Readout of Donor Spins in Silicon” tarkastustilaisuus pidetään perjantaina 20.9.2024 klo 12:00 Ylistönrinteellä salissa FYS1. Vastaväittäjänä toimii professori Ralf Riedinger (University of Hamburg) ja kustoksena professori Juha Muhonen (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti. 

Julkaisutiedot:

äö쾱Ჹ “Seeing the Light: Towards Optical Readout of Donor Spins in Silicon” on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa:   

Aiheeseen liittyvä sisältö

Fysiikan laitoksen uuden professorin Juha Muhosen erityisalaa on kvanttiteknologia.
Tiedeuutinen
16.8.2023

Uuden professorin Juha Muhosen intohimona kvanttiteknologioiden kehittäminen

Jyväskylän yliopiston uusi professori Juha Muhonen on kiinnostunut kvanttiteknologioista, kuten kvanttisensoreista ja kvanttitietokoneista.
Riku Tuovinen tutkii kvanttimateriaaleja uudessa hankkeessa.
Tiedeuutinen
25.6.2024

Rahoitusta seuraavan sukupolven kvanttimateriaalien tutkimiseksi

Jane ja Aatos Erkon säätiö on myöntänyt 484 000 euron rahoituksen fysiikan laitoksen yliopistonlehtori Riku Tuoviselle.
Jyväskylän yliopiston nanotiedekeskuksen uudet tutkimuslaitteet vahvistavat tutkimuksen asemaa kansainvälisessä kärjessä. Samalla aukeaa uusia yhteistyömuotoja.
Tiedeuutinen
9.4.2024

Jyväskylän yliopiston uusilla tutkimuslaitteilla kasvatetaan ohutkalvoja ja tutkitaan atomin kokoisia rakenteita

Jyväskylän yliopiston nanotiedekeskukseen on hankittu uusia laitteita, jotka ovat apuna niin solu- ja molekyylibiologian, kemian, fysiikan kuin materiaalien tutkimisessa. Laitteilla on mahdollista esimerkiksi kuvata korkealla resoluutiolla näytteitä,.

Aiheeseen liittyviä uutisia

Jättiläisviruksen kuvia
Tiedeuutinen
16.4.2025

Uusi jättivirus eristettiin Jyväskylässä ensimmäistä kertaa Suomessa

Jyväskylän yliopiston nanotiedekeskuksen tutkijat eristivät jättiviruksia ensimmäistä kertaa Suomesta. Tutkijoiden tekemä löytö osoittaa jättivirusten olevan luultua yleisempiä maaperässä ja vesistöissä, jopa pohjoisissa ympäristöissä.
science crew
Opiskelijauutinen
15.4.2025

Hae mukaan Science crew -opiskelijalähettilääksi lukuvuodelle 2025-2026

Tiedekunnan Science crew -opiskelijalähettilästiimi levittää matematiikan ja luonnontieteiden ilosanomaa. Science crew edustaa koko matemaattis-luonnontieteellistä tiedekuntaa ja nyt etsitään uusia opiskelijoita tiimiin.
Kuvallinen esitys funktionalisoituihin hiilipisteisiin (CD) ja etidiumbromidiin (EB) perustuvan ratiometrisen fluorosensorin (Func-anturi) toimintaperiaatteesta.
Tiedeuutinen
4.4.2025

Läpimurto virustutkimuksessa: Virus-RNA:n havaitseminen entistä herkemmin

Jyväskylän yliopiston nanotiedekeskuksen tutkijat ovat kehittäneet innovatiivisen fluorianturin virusten havaitsemiseen. Kyseessä on kipeästi kaivattu mahdollisuus viruksen RNA:n reaaliaikaiseen havaitsemiseen infektion aikana.