2023
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?
Neuromorfisista 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
Yhä syvemmälle kvanttitekniikkaan mentäessä materiaalien kvanttiominaisuudet nousevat tieteilijöiden mielessä yhä tarkemman kiinnostuksen kohteeksi. Toisaalta myös molekylaarinen elektroniikka tukeutuu uusimpiin kvantti-ilmiöihin.
Uusia ulottuvuuksia antureille
Tutkijat ovat kehitelleet uusia antureita lasille, tarkalle kosketukselle ja joustavalle venytykselle.Aivot ja tietotekniikka toimivat eri periaatteilla. Voisiko niiden vahvuuksia yhdistää tai luoda tekniikkaa, joka toimii aivojen tapaan.
Materiaalitekniset tutkimukset luovat uusia mahdollisuuksia kolmiulotteiselle tulostamiselle. Materiaaleina voivat olla keramiikka, magneetit, nanokuviot tai bioyhteensopivat pehmeät rakenteet.
Kvanttitietotekniikan kesäuutiset
Kvanttitekniikan kehitystyössä on kesän aikana julkistettu monenlaisia edistysaskeleita, joilla tavoiteltiin muun muassa kubittien häiriötöntä toimintaa. Myös jo olemassa olevien kvanttitietokoneiden suorituskyky on saanut yhtenäisemmän mittaustavan.
Kesän aikana tehdyissä akkutekniikan tutkimuksia paneuduttiin uusiin materiaaleihin ja menetelmiin, joista osa lähenee jo teollisuustoteutusta mutta myös täysin uusia yllätyksiä ilmeni.
Uuden aikakauden akkuratkaisuja
Akkujen kysynnän kasvaessa nopeasti litiumin ja koboltin resurssit käyvät yhä niukemmiksi. Tämä on merkittävä kannustin kehittää uusia akkujärjestelmiä.
Aurinkokennojen uusi sukupolvi
Aurinkokennojen kehityksessä on viime aikoina tapahtunut monia uudenlaisia kehitysvaiheita. Valmistajien tähtäimissä ovat nyt paneelien asennuskustannukset ja toisaalta erikoistarpeiden lisääntynyt kysyntä.
Eräs laji kaksiulotteisia materiaaleja on siirtymämetallien dikalkogenidien (TMDC) monokerrokset eli ne koostuvat kahdesta tai useammasta kovalenttisesti sitoutuneesta alkuaineesta.
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