Väittelijä löysi uusia tapoja hyödyntää muisti-ilmiöitä kvanttiteknologioissa (Väitös: FM, MSc Antti Karlsson, 21.6.2016, teoreettinen fysiikka)
FM, MSc Antti Karlsson tutki teoreettisen fysiikan alaan kuuluvassa väitöstutkimuksessaan muisti-ilmiöitä geometriaa hyödyntäen. Tutkimustulokset selkeyttävät muisti-ilmiöiden teoriaa ja tehostavat laskentaa. Tuloksia voidaan hyödyntää esimerkiksi toimivan kvanttitietokoneen kehittämisessä.
Turun yliopiston tiedote 16.6.2016
Karlsson sovelsi väitöstutkimuksessaan geometrian käsitteitä kvanttimekaniikan muisti-ilmiöiden ja korrelaatioiden tutkimukseen. Tutkimus onnistui yksinkertaistamaan tunnettuja laskentamenetelmiä, selventämään niiden tulkintaa ja ratkaisemaan kauan avoinna olleen ongelman kvanttikorrelaatioiden tutkimuksessa.
‒ Lisäksi löysimme uusia tapoja käyttää muisti-ilmiöitä ja kvanttimelua resurssina kvanttiteknologioiden matkatessa kohti toimivaa kvanttitietokonetta, Karlsson sanoo.
Väittelijä kertoo, että muisti-ilmiöitä aiheuttavasta melusta on yleensä ajateltu olevan vain haittaa kvanttimekaniikan sovelluksissa. Niissä törmätään usein kahteen systeemiin, joiden väliset kvanttikorrelaatiot mahdollistavat erilaisten klassisesti mahdottomien temppujen kuten teleportaation tai supertiheän tiedonsiirron tekemisen. Melu taas tyypillisesti tuhoaa nämä hyödylliset korrelaatiot.
‒ Löysimme mahdollisuuksia käyttää melua hyväksemme. Osoitimme, että manipuloimalla erillisten systeemien paikallisten ympäristöjen tiloja sopivalla tavalla toisen ympäristön aiheuttama melu kumoaa toisen aiheuttaman tietynlaisen melun. Tällä tavalla näennäisesti haitallinen melun tahallinen lisääminen systeemiin itse asiassa korjaa aiemman melun aiheuttamat vahingot ja mahdollistaa esimerkiksi supertiheän tiedonsiirron myös tällaisen melun vaikutuksen alla.
Muisti-ilmiöitä avoimissa kvanttisysteemeissä on tutkittu jo vuosien ajan, ja niiden karakterisoimiseksi on kehitetty erilaisia mittoja, joiden yleensä ajatellaan kuvaavaan samoja ilmiöitä eri kulmista. Karlsson keskittyi työssään Turun yliopiston ja Freiburgin yliopiston tutkijoiden yhteistyössä kehittämään tilojen erotettavuuteen perustuvaan mittaan.
***
FM Antti Karlsson esittää väitöskirjansa Memory effects and geometrical considerations in open quantum systems (Muisti-ilmiöistä ja geometriasta avoimissa kvanttisysteemeissä) julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa tiistaina 21.6.2016 klo 12.00 (Turun yliopisto, Quantum, Auditorium, Turku).
Vastaväittäjänä toimii professori Dariusz Chruściński (Nikolaus Kopernikus yliopisto, Torun, Puola) ja kustoksena professori Kalle-Antti Suominen, Turun yliopisto. Tilaisuus on englanninkielinen.
FM Antti Karlsson on syntynyt vuonna 1987 Raumalla ja kirjoittanut ylioppilaaksi 2006 Raumanmeren lukiossa. Korkeakoulututkintonsa (FM) Karlsson suoritti 2013 Turun yliopistossa ja (MSc) 2011 University of Waterloossa Kanadassa. Karlsson toimii erikoistutkijana Auria Biopankissa. Väitöksen alana on teoreettinen fysiikka.
Väittelijän yhteystiedot: p. 050 300 3686, aspkar@utu.fi
Väittelijän kuva: https://apps.utu.fi/media/vaittelijat/karlsson_antti.JPG
Väitöskirja on julkaistu sähköisenä: https://www.doria.fi/handle/10024/124102