Peter Mak, profesor asistente en el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias (TTK) de la Universidad de Tecnología y Economía de Budapest (BME), ha recibido casi 2 millones de euros (alrededor de 760 millones de HUF) por su investigación en computación cuántica en el marco . De ERC Consolidator Grant.
Peter Mak, investigador en física del estado sólido BME, es el segundo estudiante universitario en recibir el programa de becas ERC de la Unión Europea en tres meses. La Beca ERC es la solicitud de Excelencia Individual de Apoyo a la Investigación Europea más prestigiosa y competitiva, que se puede ofrecer en las categorías de Inicio, Consolidado y Avanzado, según la trayectoria profesional del investigador.
En noviembre de 2022, Peter Nagy, investigador de la Escuela de Química y Bioingeniería de BME, ganó una de las pocas licitaciones del ERC disponibles, la ERC Startup Grant. Obtuvo una subvención de 1,2 millones de euros por un período de cinco años a través de una licitación destinada a desarrollar procedimientos de cálculo químico cuantitativo que puedan utilizarse para el modelado de alta resolución de materiales y procesos químicos y, en consecuencia, para su desarrollo basado en el conocimiento.
El último éxito es el de Peter Mack, Profesor Asistente en el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias (TTK) de la Universidad de Tecnología y Economía de Budapest (BME). Recibió una subvención de cinco años de aproximadamente 2 millones de euros para su investigación en computación cuántica en el marco de la ERC Consolidator Grant.
Lucha contra la pérdida de información
En 2021, Péter Makk cuenta con el apoyo del Programa Lendület de la MTA, dentro del cual pudo crear MTA–BME Van der Waals Research Group relacionado con las estructuras de momento. Según él, en los últimos años se han logrado avances significativos en la computación cuántica, cuyo objetivo principal es la creación de nuevas computadoras ultrarrápidas que funcionen según un principio completamente diferente a las existentes. Sin embargo, en su implementación actual, las unidades de información básica, la llamada pérdida de información qubit es el mayor desafío. Una de las direcciones más importantes en la investigación de la física del estado sólido en la actualidad es evitar esta pérdida de información, ya que actualmente es el mayor obstáculo para la mejora y proliferación de las computadoras cuánticas.
Por lo tanto, se necesitan materiales especiales que no permitan la fuga de información. Estos materiales se denominan materiales topológicos.
En los últimos años se han dado cuenta de que necesitamos materiales en los que los electrones interactúen fuertemente entre sí, y que los qubits creados en ellos tengan un componente interno llamado escudo topológico. Nuevos materiales especiales hechos de materiales bidimensionales, por ejemplo, podrían tener tales propiedades.
Manzanas fuera de panqueques
Estos materiales topológicos son los llamados materiales retorcidos 2D, como un nuevo material creado apilando grafeno. La investigación de McChack se ocupa de estos materiales especiales, dice,
Los materiales bidimensionales formados por una sola fila de átomos podrían desempeñar un papel clave en la computación cuántica. Si se apilaran capas de grafeno u otros materiales bidimensionales una encima de otra en un ángulo de rotación «mágico» bien definido, las propiedades del material resultante cambiarían radicalmente: la fuerte interacción entre electrones determinaría el comportamiento del material. , y podrían surgir nuevas propiedades interesantes, como la superconductividad exótica. Es como apilar dos pasteles y, en cierto ángulo de rotación, se convierten en una manzana.
En el proyecto que acaba de comenzar, se desarrollarán y aplicarán tecnologías radicalmente nuevas en este campo.
Durante los experimentos, planeamos cambiar la distancia entre las dos capas atómicas y, a medida que nos acercamos a las capas de grafeno, sus propiedades cambiarán. Incluso un pequeño cambio en la distancia conduce a un cambio significativo en las propiedades del material. La principal ventaja de estas estructuras es que podemos ajustar la densidad de electrones en ellas usando electrodos de puerta, y se pueden crear transiciones de fase emocionantes simplemente cambiando el voltaje de la puerta.
Esta familia de materiales está asociada con muchos fenómenos físicos emocionantes, como la superconductividad o el magnetismo exótico. Peter Mack agrega que casi todos los grupos de investigación en el mundo que investigan materiales bidimensionales ahora se ocupan de dichos materiales, y cada semana surgen descubrimientos emocionantes.
En su investigación, primero apilaron materiales adecuados, por ejemplo, dos capas de grafeno, en ángulo recto. Luego les hacen circuitos con el Instituto EK-MFA. Finalmente, sobre él se realizan medidas eléctricas, que han sido estudiadas a temperaturas extremadamente bajas, de hasta 20 mK sobre el cero absoluto. En colaboración con el investigador Szabolcs-Chsonka y los estudiantes, 25-30 personas están trabajando en investigación electrónica cuantitativa en Laboratorio Nacional de Informática Cuántica En el marco de la Universidad de Ciencias Aplicadas.
En el laboratorio experimental, definimos materiales 2D con microscopía de luz y luego recolectamos las estructuras para ser estudiadas con la ayuda de electrodos. Finalmente, la muestra entra en un microchip que se enfría. Se necesita una infraestructura seria, que ahora podemos escalar al tamaño de una licitación ganadora de la UE, para enfriar una pequeña muestra a una temperatura extremadamente baja. Porque es a temperaturas extremadamente bajas que emergen las excitantes propiedades de los sistemas físicos.
Quieren comprar un nuevo sistema de refrigeración a licitación y planear renovaciones y ampliaciones también con el apoyo de BME. La investigación también se integra en la física y la formación de un nuevo ingeniero físico.
(Foto de portada: Peter Mack el 23 de febrero de 2023. Foto: Timea Karib/Index)
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