2024
Elektronisten laitteiden monipuolistamista ja miniatyrisointia tavoitellaan tiedemaailmassa jo kvanttimaailman syvyydellä. Erityisesti tässä on onnistuttu materiaalien tasolla mutta myös kvanttienergia on otettu työn kohteeksi.
Tavoitteena tarkempia kvanttibittejä
Tulevaisuuden kvanttitietokoneen perusta eli kubitit ovat edelleen kehitystyön kohteena. Jo vakiintuneista kehitetään yhä parempia mutta aivan uusiakin kehitelmiä tulee esiin.
Kohti kiintoaineisia elektrolyyttejä
Seuraavan sukupolven akkujen elektrolyyteiksi on suunniteltu kiinteitä aineita. Mutta se ei onnistu ihan helposti, joten nyt etsitään ja kokeillaan paremmin käytännön tarpeisiin soveltuvia ratkaisuja.
Kvanttitietokoneen skaalattavuutta etsien
Nykyisten kvanttiprosessoreiden kubittimäärät ylittävät jo tuhannen rajan mutta sekään ei vielä ratkaise skaalattavuuden vaatimusta. Ratkaisua tähän haetaan monin jo koetetuin keinoin mutta myös uudenlaisella optisella kvanttilaskentatekniikalla.
2023
Tulevaisuuden akkutekniikoita ja katsauksia
Li-Ion akkujen nykyiset hinnat per kilowatti on laskenut lähes kymmenesosaan vuoden 2010 tasosta. Ongelmaksi on tulossa tarvittavien materiaalien saatavuus joten vaihtoehtoja on jo ryhdytty etsimään. Uusin katsausartikkeli esittelee muutamia akkutekniikan uusia tutkimustuloksia sekä linkkejä tulevaisuuden akkutekniikoita tarkasteleviin tiekarttoihin.
Elektroniikkaa on perinteisesti koottu erilaisista komponenteista ja materiaaleista mutta tulevaisuudessa nanomateriaalien kehitys tuo alalle uusia vaihtoehtoja, joissa huomioidaan myös kestävä kehitys.
Monenlaista pientä kvanttista ja nanoa
Mitä kaikkea tulee vastaa kun mennään yhä pienempiin rakenteisiin? Miten käyttäytyy nanotulostus tai kiintoaineeseen rakennettu moottori tai molekyylin kokoinen pietsoanturi?
Akkutekniikan vaihtoehtojen etsintää
Akkutekniikat ovat kiihkeän tutkimuksen kohteena vahvan kysynnän ja materiaalien saatavuuden ristipaineessa. Katsaus kesän aikana esiteltyihin tuloksiin.
Kvanttipisteet ovat kuluttajilleknin tuttuja televisioista ja näytöistä. Toinen tuttu juttu on nykyelektroniikan piiteknologia. Voisiko näistä eväistä kehitellä toimivan kvanttitietokoneen.
Kvanttitunnistus on siirtymässä laboratoriotekniikasta teollisuuden, terveydenhoidon ja talouselämän työkaluksi. Kvanttitasoinen anturointi parantaa huomattavasti tarkkuutta siinä, miten mittaamme, navigoimme, tutkimme ja olemme vuorovaikutuksessa ympäröivän maailman kanssa.
Kun tavoitellaan kvanttitekniikoiden käyttöönottoa, täytyy mittaus- ja tutkimustekniikoiden olla näitä tavoitteita syvemmällä.
Lomittuminen on sinänsä yksi tutkimusten kohde mutta se antaa myös mahdollisuuden tarkempiin mittauksiin.
Terahertsiraon umpeen kurontaa
Terahertsien taajuudet ovat hetkellä liian nopeita nykypäivän elektroniikka- ja tietoliikennelaitteille, mutta liian hitaita optiikka- ja kuvantamissovelluksiin.
Tietotekniikan piiriteknisten rajojen häämöttäessä on etsitty uusia tapoja toteuttaa laskentaa. Kvanttitietotekniikka ja fotoninen laskenta ovat vielä enemmän tutkimusvaiheessa. Sen sijaan aivoja matkiva laskentatapa on toiminut jo jonkin aikaa tehokkaana uutena vaihtoehtona.
2022
Miljoona kubittia on kvanttitietokoneiden toteutuksen seuraava tavoite. Miksi sellaisiin määrin on päästävä?
Useat tutkijat vertaavat kvanttitietotekniikan tilaa perinteisempien tietokoneiden tilanteeseen 1960-luvullaNeuromorfisista laskentamenetelmistä tulee yhä tärkeämpiä, kun on vastattava tarpeisiin käsitellä valtavia datamääriä tehokkaasti. Nyt kehitellään neuristoria samaan tapaan ja tavoittein kuin transistoria aikoinaan.
Monien tutkijoiden tavoitteena on hyödyntää fotoniikan etuja tulevaisuuden tietotekniikan vauhdittamiseksi. Työ onkin tuottanut muun muassa kvanttihuilun ja valoaaltoelektroniikan todistuksen.
Tavoitteena virheetön kvanttilaskenta
Yksi kiinnostavimmista aspekteista kvanttilaskennan parissa on saavuttaa virheetön toiminta.
Turhautumista ja epäjärjestystä
Magneettinen turhautuminen on kiinnostanut tiedemiehiä pitkään mutta viime aikoina he ovat löytäneet aiheesta ilmiöitä, joilla saattaisi olla käytännöllistäkin merkitystä.
Tien yleisen kvanttitietotekniikan tavoitteeseen uskotaan kulkevan Majorana ilmiön tai topologisten kubittien kautta. Forschungszentrum Jülichin saavutukset tällä tiellä ja tutkijoiden näkemykset selventävtä tätä tavoiteltua tietä.
Materiaalitieteessä ferroinen viittaa minkä tahansa materiaalin elektronien ominaisuuden, kuten niiden varauksen tai magneettisen spinin, kollektiiviseen vaihtamiseen ulkoisen kentän vaikutuksesta. Mutta nyt tutkijat ovat löytäneet myös uudenlaisia ferroisuuden lajeja.
Uusia menetelmiä kvanttilaskentaan
Kvanttitietotekniikan tutkimus tuo esiin yhä uusia ja lupaavampia tapoja käsitellä ja siirrellä kubitteja.
Virheenkorjaus on oleellinen osa myös kvanttitietotekniikkaa. Nyt myös piiteknisen kvanttitietotekniikan kehittäjät ovat yltäneet virheenkorjauksen mahdollistamalle tasolle.
2021
Kvanttimekaniikan tapaan transistori on ehkä eniten aikakautemme tekniikkaa ja kulttuuria muuttanut keksintö. Sen syntytarinaan liittyy joulu ja rankka lumipyry.
Suprajohtavien tutkimusten satoa
Aikoinaan suprajohteiden tutkimus tähtäsi varsinaisen sähkönsiirron tarpeita ajatellen. Nykyään se on siirtynyt yhä enemmän kvanttielektroniikan suuntaan erityisesti kvanttitietotekniikan innoittamana.
Kvanttitietotekniikan kehitys on viime aikoina tuonut esiin uudenlaisia kubitteja, muistilaajennusta, kvanttilogiikan portin, virheenkorjausta ja moniytimistä toimintaa.
Akkutekniikkaa materiaalien ja kemian ehdoillaAkkujen keskeisten materiaalien saatavuus ja toisaalta kemiasta lähtöisin oleva suunnitteluperiaate ovat tulevaisuuteen tähtäävien akkututkijoiden mielenkiinnon kohteena.
Neutroneilla on ehdoton rooli aineellisen maailman ymmärtämisessä. Ne voivat osoittaa missä atomit ovat ja mitä atomit tekevät.
Perovskiitistä löytyy yhä uusia ominaisuuksia jotka edistävät sen mahdollisuuksia monissa tulevaisuuden elektroniikan sovelluksissa
Akkutekniikan kehitys vauhdissa
Akkujen tutkimus on tuottanut monia uusia tuloksia joilla voi olla merkitystä suuren kapasiteetin akkuja tavoiteltaessa.
Valon avulla löydetään ja hallitaan yhä useampia kvanttimaailman ilmiöitä. Aikanaan ne löytävät tiensä myös tulevaisuuden elektroniikan spintronisiin, topologisiin ja kvanttilaskennallisiin sovelluksiin.
2020
Kvantit, molekyylit ja kubitit
Uusia ulottuvuuksia antureille
Kvanttitietotekniikan kesäuutiset
Uuden aikakauden akkuratkaisuja
Aurinkokennojen uusi sukupolvi
2019
Monipuolistuvia kvanttilaskimia
2018
2017
Nanoelektroniikkaa lääketieteelle
Terahertsit käyttöön
2016
Monenlaista pienenergian keruuta
Kvanttitietotekniikan vaihtoehdot
Atomeja ja elektroneja hätistellen
2015
Elektroniikka ja hiilinanoputket
Superkondensaattorit ja mikroakut
2014
Lomittuminen turvaa salaisuudet