Uusia näkökulmia monimutkaisten kvanttiverkkojen ymmärtämiseen (Väitös: FM Johannes Nokkala, 1.12.2018, fysiikka)
Nykyään arkitodellisuutemme on täynnä verkkoja. Niitä muodostavat esimerkiksi lentoyhteydet, ihmisten kaveruussuhteet sosiaalisessa mediassa ja nettipalvelimet. Viimeisen kymmenen vuoden aikana tutkijat ovat keskittyneet enenevässä määrin myös kvanttimekaanisista systeemeistä koostuviin verkkoihin. Johannes Nokkala tarkasteli Turun yliopistoon tekemässään väitöstutkimuksessa vuorovaikuttavien kvanttisysteemien muodostamia verkkoja.
Turun yliopiston tiedote 19.11.2018
Verkkoteoriaan pohjaavissa tutkimuksissa tarkastellaan, millaisia verkkoja on olemassa, miten ne ovat saaneet rakenteensa ja miten tämä rakenne vaikuttaa niiden käyttäytymiseen. Verkkoteoria on auttanut meitä ymmärtämään esimerkiksi, miten sähköverkkojen rakenne voi joko altistaa verkkoja laajoille sähkökatkoksille tai suojella niiltä.
– Väitöstutkimuksessani hyödynsin verkkoteorian käsitteitä ja tuloksia kvanttimekaniikan ongelmissa. Ajatus kvanttiverkoista ei ole aivan uusi, mutta niihin liittyvä tutkimus on ollut melko epäyhtenäistä. Väitöskirjaani sisältyykin oma johdantolukunsa graafiteoriasta, verkkoteoriasta ja kvanttiverkoista, Nokkala kertoo.
Nokkala keskittyi väitöskirjassaan erityisesti tietynlaiseen kvanttiverkon malliin. Hän tarkasteli, millaisia ympäristöjä tällaiset verkot ovat avoimelle systeemille ja miten avoimen systeemin käyttäytymisestä voidaan päätellä asioita siihen kytkeytyneestä verkosta. Lisäksi Nokkala tutki, miten verkko voi välittää tietoa avoimien systeemien välillä sekä miten tällaisia kvanttiverkkoja voisi toteuttaa kokeellisesti.
Väitöstutkimuksen tulokset syventävät ymmärrystämme kvanttiverkoista, tarjoavat uusia työkaluja niiden luotaamiseksi, pohjustavat niiden soveltamista kvantti-informaation siirtoon ja esittävät tavan toteuttaa ne laboratoriossa.
– Tutkimukseni tulokset luovat otollisen maaperän jatkotutkimuksille, joissa voitaisiin perehtyä syvemmin kvanttiverkkojen tarjoamiin mahdollisuuksiin. Jatkankin parhaillaan tutkimuksia näistä verkoista kvantti-informaation välittäjinä. Jos soveltuvia verkkoja löytyy, niitä voitaisiin kenties käyttää kuten reitittimiä käytetään nykyisin klassisissa tietoliikenneverkoissa, Nokkala toteaa.
Nokkala on toteuttanut väitöstutkimuksensa yhteistyössä Turun yliopiston, Baleaarien yliopiston, Milanon yliopiston ja Kastler-Brossel tutkimusinstituutin tutkijoiden kanssa.
***
FM Johannes Nokkala esittää väitöskirjansa Quantum complex networks julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa lauantaina 1.12.2018 klo 12 (Turun yliopisto, Quantum, Auditorium, Vesilinnantie 5, Turku).
Vastaväittäjänä toimii professori Sougato Bose (University College London, Iso-Britannia) ja kustoksena professori Sabrina Maniscalco (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen.
FM Johannes Nokkala on syntynyt vuonna 1986 ja kirjoitti ylioppilaaksi Kupittaan lukiossa Turussa vuonna 2005. Nokkala suoritti korkeakoulututkintonsa (FM) Turun yliopistossa vuonna 2013. Väitöksen alana on fysiikka. Nokkala työskentelee Turun yliopistossa tohtorikoulutettavana.
Väittelijän yhteystiedot: p +358400747926, jsinok@utu.fi
Väittelijän kuva: https://apps.utu.fi/media/vaittelijat/nokkala_johannes.jpg
Väitöskirja on julkaistu sähköisenä: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-29-7468-9