Doktorand i fysik med inriktning mot experimentell kvantteknologi

Forskningen vid avdelningen för atomfysik handlar om olika tillämpningar av optik och lasrar, till exempel kvantinformation, atom- och molekylfysik med ultrakorta ljuspulser, högintensiv laserplasmafysik och biofotonik. Avdelningen är en del av en stor tvärvetenskaplig forskningsmiljö inom Lunds universitet, Lunds lasercentrum, LLC. Avdelningen är också starkt involverad i grundutbildningen, särskilt inom LTHs fotonikprogram.

Kvantinformationsgruppen (~10 personer) vid avdelningen har flera olika projekt relaterade till kvantteknologi med material bestående av sällsynta jordartsmetaller. Med dessa kan man noggrant programmera atomernas tillstånd och spektrala profil, t.ex. för kvantdatorer, kvantkommunikation och applikationer baserat på både långsamt och snabbt ljus. Gruppen har nyligen koordinerat ett internationellt arbete att sammanställa en roadmap (https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2103/2103.15743.pdf) som beskriver hur dessa material framgångsrikt kan användas för kvantteknologi. 

Tjänsten stöds av Wallenberg Center for Quantum Technology (WACQT), som får medel från Knut & Alice Wallenbergs Stiftelse. WACQT är en 12-årig satsning på ca en miljard kronor med syfte att föra svensk akademi och industri till framkanten av kvantteknologi, och att bygga en svensk kvantdator. WACQT har åtagit sig att främja karriärutveckling, mångfald och jämställdhet genom nätverkande och stödjande aktiviteter.

Arbetsuppgifter

Detta projekts fokus är att realisera en liten nod för kvantkommunikation, baserat på kvantbitar bestående av enskilda joner av sällsynta jordartsmetaller (Lanthanider). En sådan kommunikationsnod kommer i förlängningen att kunna lagra sammanflätade kvanttillstånd och dessutom skicka ut fotoner som kan användas för att sammanfläta flera kommunikationsnoder med varandra. Detta motsvarar en central del i flera kvantteknologier, även tillämpbart för kvantdatorer och kvantoptik. För att kunna interagera med enskilda joner så används i projektet en optisk mikro-kavitet för att förstärka kopplingen.

En speciell styrka med vår plattform för kvantteknologi är att dessa material har väldigt långa koherenstider och att olika joner kan särskiljas genom interaktion med ljus på lite olika frekvenser. Det gör att många kvantbitar unikt kan identifieras även om noden bara är några nanometer stor. Detta leder till en hög densitet av kvantbitar och stark kapacitet för att integrera noden i optiska system.

Som doktorand i detta projekt kommer du att arbeta för att realisera dessa idéer. I praktiken innefattar det exempelvis att använda och utveckla systemet bestående av mikro-kavitet, kryostat och lasrar för interaktion med jonerna. Det inkluderar även programmering för att styra utrustningen, och förstå teorin för att analysera tagna data och utveckla nya idéer.

Specifika mål i projektet är att identifiera enskilda joner som kvantbitar och göra operationer på dessa, optimerade för hög fidelitet, samt att kunna skicka ut fotoner med hjälp av det Purcell förstärkta ljuset från kaviteten, som sedan kan användas för att sammanfläta andra joner. Senare kan man även arbeta för att skala upp noden genom att koppla till fler joner/kvantbitar eller utforska nya material med ännu bättre egenskaper.

Huvuduppgiften för en doktorand är att ägna sig åt sin forskarutbildning vilket innefattar såväl deltagande i forskningsprojekt, beskrivet ovan, som forskarutbildningskurser. I arbetsuppgifterna kan det även ingå medverkan i undervisning och annat institutionsarbete, dock max 20 % av arbetstiden.

Behörighet

Grundläggande behörighet till utbildning på forskarnivå har den som:

• avlagt examen på avancerad nivå, eller
• fullgjort kursfordringar om minst 240 högskolepoäng, varav minst 60 högskolepoäng på avancerad nivå, eller
• på något annat sätt inom eller utom landet förvärvat i huvudsak motsvarande kunskaper.

Kraven på särskild behörighet för forskarutbildningsämnet fysik uppfyller den som har:

• minst 30 högskolepoäng på avancerad nivå med relevans för ämnesområdet, varav ett fördjupningsarbete om minst 15 högskolepoäng på avancerad nivå, eller
• civilingenjörsexamen inom teknisk fysik eller närliggande ämnesområde, eller masterexamen inom fysik eller närliggande ämnesområde.

Den särskilda behörigheten kan också ha erhållits genom annan motsvarande utbildning, vilket prövas i varje enskilt fall. För att möjliggöra tvärvetenskapliga initiativ samt väsentliga fördjupningar inom vissa områden kan andra kvalifikationer än sökandens ämnesspecifika kompetens inom fysik tas i beaktande.

Slutligen krävs att studenten bedöms ha den förmåga som behövs för att tillgodogöra sig utbildningen.

Övriga krav

• Mycket goda tal och skrift kunskaper i engelska

Önskvärda meriter

• Grundexamen bör inkludera kurser som ligger nära ämnet för denna tjänst, t.ex. kvantmekanik, ljus-materia växelverkan, kvantinformation, optik, lasrar etc.
• Förmåga att arbeta laborativt kommer att vara väsentlig och erfarenhet av experimentellt arbete är meriterande.
• Erfarenhet av programmering är meriterande.

Bedömningsgrunder

Urval till utbildning på forskarnivå sker efter bedömd förmåga att tillgodogöra sig forskarutbildningen. Bedömningen av förmågan sker främst utifrån studieresultaten på grundnivå och avancerad nivå.

Följande beaktas:

1. Kunskaper och färdigheter relevanta för avhandlingsarbetet och utbildningsämnet, se Arbetsuppgifter. Dessa kan visas genom bilagda handlingar.
2. Bedömd förmåga till självständigt arbete och förmåga att formulera och angripa vetenskapliga problem. Bedömningen kan exempelvis ske utifrån examensarbetet och en diskussion kring detta vid en eventuell intervju.
3. Förmåga till skriftlig och muntlig kommunikation.
4. Övriga erfarenheter relevanta för utbildningen på forskarnivå, t.ex. yrkeserfarenhet.

Hänsyn kommer också att tas till god samarbetsförmåga, framåtanda, självständighet och personlig lämplighet, samt hur den sökande genom sin erfarenhet och kompetens bedöms ha den förmåga som behövs för att klara forskarutbildningen.

Villkor

Endast den som är antagen till forskarutbildning får anställas som doktorand. Forskarutbildningen är fyra år vid heltidsstudier. Vid undervisning och annat institutionsarbete förlängs anställningen i motsvarande grad, dock längst till 5 år (dvs. max 20 %). Bestämmelser gällande anställning som doktorand finns i Högskoleförordningen (1993:100), 5 kap 1-7 §§.

Ansökningsförfarande

Ansökan ska skrivas på engelska. Ansökan ska innehålla personligt brev med motivering till varför forskningsprojektet matchar dina intressen och din utbildningsbakgrund. Ansökan ska även innehålla CV, examensbevis eller motsvarande, en kopia av examensarbete eller motsvarande alternativt en sammanfattning i fall arbetet inte är avslutat, samt övrigt som du önskar åberopa (kopior av betyg, uppgifter till referenser, rekommendationsbrev etc.).

Den sökande ombeds att svara på urvalsfrågorna som är det första steget i ansökandeprocessen.

Välkommen med din ansökan!