Kvanteteknologi – Forskningsgruppe

Den teknologiske utviklingen gjør det mulig å manipulere og kontrollere kvanteeffekter på stadig mer nøyaktig nivå. Dette gir nye muligheter innen for eksempel kommunikasjon, målinger og sensorer, simulering og datamaskiner. Kvanteteknologi vil påvirke globale kommunikasjonsnettverk og sikkerhet på internett.


Forskningsområder

En superledende elektrisk krets med bevegelige elementer

  • Mekaniske systemer i kvanteregimet
    Forskningen vår involverer teoretiske studier av optomekaniske eller elektromekaniske systemer med fokus på å manipulere mikromekaniske oscillatorer i kvanteregimet. Dette er til dels motivert av anvendelser innen ekstremt presis måleteknikk eller kvante-signalprosessering. Vi er også interessert i samspillet mellom mekaniske egenskaper og transportegenskaper i lav-dimensjonale materialer, som f.eks. grafen eller topologiske materialer.
  • Makroskopisk ikke-klassikalitet
    Vi er interessert i signaturer på ikke-klassikalitet. Av spesiell interesse er å avdekke kvante-effekter i systemer eksitert til høye kvantetall, f.eks. elektromagnetiske felt med høy intensitet, eller i mekaniske systemer med mesoskopiske eller makroskopiske masser. Dette er motivert både av realisering av robuste kvanteteknologiske anvendelser og av fundamentale aspekter, som alternative teorier for dekoherens eller sammenhengen mellom kvantemekanikk og gravitasjon.
    Operasjonelt syn på kvantemålinger
  • Kvantemekanikkens fundament
    Mye av vår forskning innen dette området dreier seg om kvantemålinger: svake målinger, sekvensielle målinger, symmetri-føringer, inkompatabilitet. Andre interesser er kvante-klassisk overgang, kvante-referansesystemer, kontekstualitet og generelle sannsynlighetsteorier. 

Stillinger

Ta gjerne kontakt med oss om du er interessert i vår forskning. For øyeblikket har vi ingen ledige stillinger.

Ekstern finansiering

QuaSeRT

QuantERA

Universitetet i Sørøst-Norge er eneste norske institusjon som har mottatt tildeling fra QuantERA, et EU-program under Horizon 2020 "Future and Emerging Technologies". Professor Kjetil Børkje deltar med prosjektet QuaSeRT (Optomechanical quantum sensors at room temperature). Prosjektet ledes fra Italia, og har også partnere fra Frankrike, Nederland, Tyskland og Østerrike.

Nettverk og samarbeid

Vi er med i følgende COST-nettverk:

Quantum Technologies in Space

Quantum Technologies in Space er et COST-nettverk som skal identifisere fundamentale spørsmål i kvantemekanikk som kan besvares gjennom eksperimenter i rommet. Prosjektet skal identifisere mulige anvendelser av kvanteteknologi i rommet, og inkluderer teknologiutvikling i samarbeid med nasjonale romfartsmyndigheter og industrielle partnere.

Trapped Ions: Progress in classical and quantum applications

Det å fange ladede enkeltatomer (ioner) i elektromagnetiske feller for å manipulere dem var opprinnelig motivert av fundamentale spørsmål, men denne teknikken har imidlertid også potensiale for en rekke nye kvanteteknologier. Dette COST-nettverket har som mål å videreutvikle anvendelser av slike ionefeller ved å muliggjøre kunnskapsutveksling og samarbeid i Europa. 

Utvalgte publikasjoner

  • Backaction-evading measurement of entanglement in optomechanics
    F. Massel, Phys. Rev. A 100, 023824 (2019)

  • Heterodyne photodetection measurements on cavity optomechanical systems: Interpretation of sideband asymmetry and limits to a classical explanation,
    K. Børkje, Phys. Rev. A 94, 043816 (2016)

  • Position Measurements Obeying Momentum Conservation,
    P. Busch and L. Loveridge, Phys. Rev. Lett. 106, 110406 (2011)

  • Quantum theory of successive projective measurements,
    L. M. Johansen, Phys. Rev. A 76, 012119 (2007)

  • Single-photon optomechanics,
    A. Nunnenkamp, K. Børkje, S.M. Girvin, Phys. Rev. Lett. 107, 063602 (2011)

  • Stabilized entanglement of massive mechanical oscillators,
    C. F. Ockeloen-Korppi, E. Damskägg, J. M. Pirkkalainen, M. Asjad, A. A. Clerk, F. Massel, M. J. Woolley, M. A. Sillanpää, Nature 556, 478 (2018)

  • Symmetry, Reference Frames and Relational Quantities in Quantum Mechanics,
    L. Loveridge, T. Miyadera and P. Busch. Found. Phys. 48, 2 (2018)

  • Weak measurements with arbitrary probe states,
    L. M. Johansen, Phys. Rev. Lett. 93, 120402 (2004)