Sommarjobb som projektassistent inom teoretiska kvantvetenskaper och kvantteknologi

Beskrivning av arbetsplatsen
Avdelningen för matematisk fysik är gemensam för naturvetenskaplig och tekniska (LTH) fakulteterna och är en del av fysiska institutionen. Forskningen bedrivs främst inom området kvantmekanisk mångpartikelfysik, vilket innefattar teoretisk forskning inom kärnstrukturfysik, nanometerfysik, kvantinformation, atomfysik och materialmodellering, med flera samarbeten både internationellt och inom Lunds Universitet. Läs mer om avdelningen här. 

Arbetsuppgifter
Arbetsuppgifterna kommer att vara att utföra forskning inom området kvantteknologi, med fokus på arbetet som bestäms av det specifika projekttemat.

Det finns fem möjliga projekt tillgängliga, som beskrivs kortfattat nedan. Fyra av fem projekt finansieras av Marianne och Marcus Wallenbergs stiftelse genom EDU-WACQT, ett initiativ för att stärka svensk grundutbildning i kvantteknik:

1. Upprepade brott av Bell olikheter. Kontaktperson: Armin Tavakoli.

Icke-lokalitet är ett fundamentalt fenomen i kvantmekanik som anses utgöra det starkaste kända beviset på icke-klassisk fysik. Detta fenomen är nära knutet till möjligheten att bryta Bell-olikheter. Under de senaste åren har det funnits stort intresse i att förstå hur Bell olikheter kan brytas upprepade gånger från ett enda kvanttillstånd, dvs. att icke-lokaliteten kan ‘återvinnas’ flera gånger om.

Syftet med projektet är att utforska upprepade brytningar av Bell olikheter. I synnerhet ligger fokus på att studera och karaktärisa detta med hjälp av de mest elementära kvantoperationerna – som fram tills nyligen inte ansågs ha kapaciteten att bryta Bell olikheter mer än en gång. Ett framgångsrikt resultat skulle öppna dörren till mer långt-gående forskning på ämnet.

2. Den mest icke-projektiva kvantmätningen. Kontaktperson: Armin Tavakoli.

Tradionella mätningar i kvantmekanik är projektioner men den moderna förståelsen av teorin tillåter mer en generell formalism för mätningar. Dessa kallas icke-projektiva mätningar. Det finns många kända exempel på sådana men det är fortfarande oklart vilka av dessa mätningar som är ‘mest icke-projektiva’, dvs vilka mätningar som är absolut svårast att simulera med hjälp av enbart de traditionella projektiva mätningarna.

Syftet med detta projekt är att först att numeriskt studera denna fråga för det enklaste kvantsystem (en qubit). Ett framgångsrikt resultat skulle bana vägen för mer systematiska studier av denna forskningsfråga, inkluderat utvecklingen av analytiska simuleringsmodeller samt studier för mer komplicerade kvantsystem.

3 och 4. Informationsgitter för metallisolatorövergångar. Kontaktperson: Erik van Loon.

Informationsgittret är ett sätt att karakterisera vid vilken längdskala (kvant)information finns, baserat på systemets densitetsmatris och von Neumann-entropi. Denna metod har tillämpats framgångsrikt på spinnmodeller och Kitaev-kedjan. I detta projekt är tanken att tillämpa metoden på metall-isolatorövergångar, ett av kännetecknen för kvantmaterial. Detta är av särskilt intresse eftersom de elektroniska tillstånden för metaller och isolatorer är helt olika, impuls-egentillstånd respektive lokaliserade elektroner, och detta förväntas få dramatiska konsekvenser på informationsgittret.

5. Kvantmätningar och kontroll av kvantmekaniska få-nivåsystem. Kontaktperson: Peter Samuelsson.

Att mäta och kontrollera individuella kvantsystem är av avgörande betydelse för kvantteknologiapplikationer och kräver kunskap om de grundläggande egenskaperna hos kvantsystem under mätning och kontroll via återkoppling. Som regel är kvantsystemen samtidigt kopplade till en omgivning, vilket inducerar dekoherens och relaxation i kvantsystemet under operation.

Syftet med detta projekt är att undersöka effekten av mätning och återkoppling på få-nivå kvantsystem, enkla eller kopplade qubits eller harmoniska oscillatorer, svagt kopplade till en omgivning. Undersökningarna kommer att utföras analytiskt i begränsande parameterregimer och numeriskt i det mer allmänna fallet.

Krav

• Pågående svensk universitetsutbildning i fysik eller annat för projektet relevant ämne, på kandidat-, master- eller motsvarande nivå.
• Mycket goda kunskaper i engelska i både tal och skrift är ett krav.

Övriga meriter:

• Kunskap om det specifika ämnet för det sökta projektet är meriterande
• Hänsyn tas till god samarbetsförmåga, drivkraft och självständighet.

Villkor
Tidsbegränsad anställning motsvarande 1.25 månader på 100%. Arbetstiden kan också förläggas 2.5 månader på 50%. Startdatum och omfattning bestäms i samråd med kontaktperson för respektive projekt.

Instruktioner för ansökan
Ansökan bör innehålla personligt brev med motivering till varför du är intresserad av anställningen och på vilket sätt anställningen matchar dina meriter. Ange vilket av projekten du ansöker om, och om fler än ett, ange en prioritetsordning. Ansökan bör även innehålla CV, examensbevis eller motsvarande samt övrigt som du önskar åberopa (kopior av betyg, uppgifter till referenser, rekommendationsbrev etc.).

Välkommen med din ansökan!