Matematik som kan bana väg för kvantdatorer

Om forskare lyckas bygga kvantdatorer kommer dagens datorer att framstå som lika hopplöst omoderna som skrivmaskiner gör idag. Wallenberg Academy Fellow Emil Bergholtz tar fram matematiska teorier som kan guida utvecklingen av en viss form av kvantmateria, vars speciella egenskaper forskare tror kan ligga till grund för kvantdatorer.

Ibland kan matematiska modeller leda forskningen i nya riktningar. När Maxwell beskrev elektromagnetismen med sina fyra ekvationer, banade det vägen för en revolution inom telekommunikation. Nu tror forskare att samma sak är på väg att hända med en avancerad form av matematik, topologi, som beskriver topologiska material. Sådana material skulle kunna ligga till grund för framtida kvantdatorer, eftersom deras kvantmekaniska egenskaper gör dem extremt motståndskraftiga mot störningar.

Dr Emil Bergholtz utvecklar matematiska teorier för hur det går att åstadkomma och förstå egenskaperna hos nya typer av topologiska material. Ett viktigt mål är att få fram material som på ett robust vis kan härbärgera så kallade icke-Abelska anyoner, ett slags exotiska partiklar som endast kan existera i extremt tunna skikt av material, och som karaktäriseras av topologiska kvanttal. Emil Bergholtz är forskare vid Freie Universität Berlin, men kommer som ny Wallenberg Academy Fellow att forska vid Stockholms universitet.

– Anslaget ger mig möjligheten att flytta min forskargrupp till Stockholm för att långsiktigt utforska spännande och grundläggande frågor inom teorin för kvantmekaniska mångpartikelsystem. Vår forskning sammanför en rad till synes väsensskilda forskningsinriktningar som alla är under stark utveckling, från materialvetenskap och kvantoptik till teorin för topologiska tillstånd och aspekter av modern matematik. Samtidigt finns potential att lägga en grund för framtida teknologiska framsteg, säger Emil Bergholtz.

Om Wallenberg Academy Fellows:
Wallenberg Academy Fellows är ett program som stödjer några av landets och världens mest lovande unga forskare inom medicin, naturvetenskap, teknik, humaniora och samhällsvetenskap. Det femåriga anslaget ger unga forskare en möjlighet att etablera sig i forskningskonkurrensen och ta sig an svåra och långsiktiga forskningsfrågor. 2015 har 29 forskare utsetts till Wallenberg Academy Fellows, tre av dessa kommer att bedriva sin forskning vid Stockholms universitet.

För ytterligare information:
Emil J. Bergholtz, Dahlem Center for Complex Quantum Systems and Institut für Theoretische Physik, Freie Universität Berlin. Tfn: +49-(0)30-838 53042, mobil: +49-(0)152-34392949, e-post: ejb@physik.fu-berlin.de