Forskare i Fysik - Under tillsättning eller tillsatt, ej sökbar

Kvantinformationsgruppen vid avdelningen för atomfysik arbetar med kvantinformation och kvantoptik i sällsynta jordartsdopade kristaller. Koherenstiderna för optiska superpositioner i dessa material kan ligga i millisekundsområdet vilket gör dem unika bland fasta material. Gruppen har varit pionjärer när det gäller schema för kvantminnen i sällsynta jordartsdopade kristaller, liksom för schema för kvantdatorer baserade på sällsynta jordartsdopade kristaller. Sällsynta jordartsdopade kristaller är idag en av de ledande kvantminnesteknikerna och vårt kvantdatorschema utgör i delar basen för det sällsynta jordartskristalldopade projekt som nu ligger inom EU:s Flaggskepp i Kvantteknologi. Tjänsten är knuten till kvantinformationsgruppen vid avdelningen för atomfysik.

Särskild ämnesbeskrivning

Kvantinformationsgruppen arbetar med hårdvara för kvantinformation baserat på sällsynta jordartsdopade kristaller samt tillämpningar av långsamt ljus med ljushastigheter ner mot en hundratusendedel av ljushastigheten i vakuum med tillämpningar inom bl. a. laserstabilisering och medicinsk avbildning och behandling.

Vi beskriver nedan 4 olika områden som kan vara aktuella att arbeta inom för den som erhåller tjänsten.

Område 1: Kvantdatorhårdvara baserat på sällsynta jordartsdopade kristaller
Sällsynta jordartsdopade kristaller kan ha optiska koherenstider i millisekunds-området och spinkoherenstider på flera timmar. De har stark dipol-dipol växelverkan som möjliggör multi-qubit operationer med korta gate-tider, god interkonnektivitet och potentiellt hög qubittäthet. Det kommer vara viktigt att demonstrera sällsynta jordartsdopade kristallers potential som kvantdatorhårdvara genom att utveckla tekniker för att läsa ut kvantillstånd för enskilda joner i kristallen, realisera två-qubits grindar med enstaka joner och påvisa skalbarhet. Såväl single-ion fluorescence som Purcell enhancement i mikrokaviteter ingår i de tekniker som vi utvecklar och använder oss av för detta syfte.

Område 2: Långsamt och snabbt ljus i sällsynta jordartsdopade kristaller för tillämpningar inom metrologi

Frekvensstabiliteten hos lasrar låsta till externa referenskaviteter begränsas idag av den termiska Brownska rörelsen hos atomerna på ytan av kaviteternas speglar. I medeltal varierar kavitetslängden pga av detta ca 0.1 protonradier. Vi har nyligen visat att långsamt-ljus-effekter i Fabry-Pérot kaviteter gjorda av sällsynta jordartsdopade kristaller kan minska kavitetsmodseparationer och linjebredder med 3-5 storleksordningar. Därvid minskar också frekvenskänsligheten för kavitetslängdsändringar med 3-5 storleksordningar. Detta projektet syftar till att undersöka möjligheten att använda Fabry-Pérot kaviteter gjorda av sällsynta jordartsdopade kristaller för att förbättra laser frekvensstabilisering bortom dagens begränsningar. Detta är speciellt intressant eftersom frekvens/tid är de storheter som människan kan bestämma med störst precision.

Område 3: Sällsynta jordartskristallbaserade filter för att möjliggöra medicinsk avbildning och behandling bortom vad som är möjligt idag

Detta projektet erbjuder unika möjligheter att arbeta inom gränsområdet atomfysik – tillämpad medicinsk teknik. Vi i detalj strukturera absorptionsprofilen i våra sällsynta jordartsdopade kristaller genom att använda s k optisk pumpning. Bland annat kan vi tillverka mycket smalbandiga filter som genom att kombinera smalbandig transmision och långsamt ljus kan separera spritt ljus på frekvenser som skiljer endast någon MHz. Genom att kombinera ljus med ultraljud kan detta möjliggöra rumsupplöst avbildning av t ex syresättningsnivåer djupt inne i kroppen. Vi arbetar tillsammans med forskare inom bioteknologi, medicin och företag inom medicinteknologiområdet för förfina konceptet. Projektet kan möjliggöra molekylspecifika mätningar djupt inne i kroppen på ett sätt som inte är möjligt med t ex ultraljud eller röntgen och har därför stor medicinsk potential.

Område 4: Teori och simuleringar – möjliga områden kan inkludera ljus-materia växelverkan, kvantdatorschema, simulering av ljusutbredning i vävnad

Vi utför omfattande simuleringsarbete av materia-ljus växelverkan för kvantinformation, medicinsk avbildning, och långsamt ljus fenomen där vi ofta kan förutsäga utfallet av experiment med mycket god noggrannhet. Inom våra medicinska projekt simularar vi också ljusutbredning i vävnad. Vi har nyligen genomfört ett omfattande arbeta med att utveckla och simulera ett skalbart koncept för kvantdatorer baserade på sällsynta jordartsdopade kristaller.

Arbetsuppgifter

Tjänsten är tvåårig. Vi söker en person, som har möjlighet att, direkt eller efter endast en kortare upplärningsperiod, konstruktivt kunna bidra till gruppens forskningsarbete.

Undervisning kan ingå i arbetsuppgifterna, dock högst en femtedel av arbetstiden. Om så blir fallet finns det finns det möjlighet till högskolepedagogisk utbildning inom ramen för anställningen.

Tjänsteinnehavaren förväntas assistera i handledning av examensarbetare och i även i viss utsträckning vara ett stöd vid handledning av doktorander. Det kan bli aktuellt att ansöka eller bistå i att ansöka om externa forskningsmedel. Det kan också finnas möjlighet att arbeta med projekt inom den tredje uppgiften och ett behov för visst administrativt arbete i anslutning till projekten.

Krav för anställningen

Den som anställs skall:

• Ha en doktorsexamen eller motsvarande inom ämnesområdet
• Ha åtminstone två års ytterligare forskningserfarenhet inom ett område som är relevant för gruppens forskningsverksamhet.
• Mycket goda kunskaper i engelska, i tal och skrift.

Meriterande för anställningen

Vid anställning av den aktuella forskartjänsten ska följande utgöra grund för bedömning:

• God förmåga att självständigt driva projekt samt växelverka effektivt med övriga medlemmar i forskningsgruppen
• Vi söker en kandidat med kunskap och förmåga inom teori och simulering av koherent ljus-materia växelverkan samt till vårt experimentella arbete inom laser-baserad forskning inom koherenta system

Hänsyn kommer tas till god samarbetsförmåga, driv och självständighet samt hur den sökande genom sin erfarenhet och kompetens bedöms komplettera och stärka den pågående forskningen inom forskningsgruppen samt bidra till gruppens framtida utveckling.

Villkor
Anställningen är tidsbegränsad till max 2 år och avser heltid.

Instruktioner för ansökan

Ansökan ska skrivas på engelska och samlas i en pdf-fil innehållande:

• Meritförteckning/CV inklusive publikationslista
• En generell beskrivning av tidigare forksningsarbete och framtida forskningsintressen (max tre sidor)
• Kontaktuppgifter till minst två referenser
• Kopia av examensbevid för doktorsexamen samt ev. Andra intyg/betyg som du önskar åberopa