Jste dychtiví budovat nejmodernější experimenty a používat je ke zkoumání kvantové fyziky v živé mezinárodní skupině?
Naše skupina Strontium Quantum Gases Group hledá ambiciózní doktorandy, kteří se chtějí podílet na vzrušujících kvantových simulacích, snímání a počítačových experimentech. Tato skupina je vedena prof. Florianem Schreckem a je součástí clusteru Quantum Gases & Quantum Information (QG&QI) na Institutu fyziky (IoP) Amsterdamské univerzity (UvA) a také hostí Quantum Delta NL Ultracold Quantum Sensing Testbed. Ultrachladné plyny Sr používáme pro kvantové snímání, pro studium kvantové fyziky mnoha těles a pro kvantové výpočty. Máme čtyři otevřené pozice PhD, po jedné na výzkumné projekty popsané níže. Pro více informací o projektech se podívejte na naše webové stránky nebo kontaktujte Floriana Schrecka.
Co budete dělat?
Projekt 1: Kontinuální atomový laser
V tomto projektu postavíte první kontinuální atomový laser. Atomový laser je svazek atomů, který je popsán koherentní vlnou hmoty. Dosud byly vytvořeny pouze krátké atomové laserové pulsy odpojením svazku atomů z Bose-Einsteinova kondenzátu (BEC). Laser přestane fungovat, když jsou všechny atomy BEC odpojeny, což vyžaduje vytvoření nového BEC pro další atomový laserový puls. Vytváření BEC je obvykle zdlouhavý proces, který vyžaduje, aby bylo v čase provedeno několik fází chlazení jedna po druhé. Postavili jsme stroj, který může tyto fáze provádět jednu po druhé ve vesmíru, což nám umožňuje kontinuálně Bose-Einsteinovu kondenzaci [1]. To nám umožňuje vytvořit BEC, který vydrží tak dlouho, jak chceme. Je to atomový ekvivalent optického laseru s dokonale odrazivými dutinovými zrcadly. Vaším cílem bude udělat další krok a odpojit první kontinuální atomový laserový paprsek z BEC. Takový paprsek by byl ideálním zdrojem pro kontinuální atomovou interferometrii [2]. Druhým cílem projektu je vytvořit zajímavé řízené-disipativní kvantové systémy a studovat jejich vlastnosti.
Projekt 2: Optické hodiny Sr
V tomto projektu budete stavět a provádět výzkum s jedněmi z nejpřesnějších optických hodin na světě. Vaše hodiny by se za celou dobu existence vesmíru pokazily o pouhou jednu sekundu a jsou schopny zachytit změnu gravitační dilatace času pocházející ze změny výšky menší než jeden centimetr [5]. Tento projekt je velmi kolaborativní, protože není pouze výzkumným projektem sám o sobě, ale také klíčovou součástí jiných výzkumných projektů. Pro začátek se naučíte lana od našeho týmu superradiant hodin. Budete se podílet na každém aspektu stavby vašich hodin, od elektroniky, přes lasery, optiku, frekvenční hřebeny, ultrastabilní rezonátory až po vakuové komory. Jakmile budou hodiny v provozu, budete je používat ke spolupráci s dalšími výzkumnými týmy, umožňujícími naše superradiantové hodiny, přesné operace qubitů v našem kvantovém počítači (projekt 4) nebo studium fundamentální fyziky s přesnou spektroskopií (s našimi kolegy ze Svobodné univerzity). V druhém případě se budete podílet na zřízení frekvenčního spojení přes telekomunikační vlákna na Svobodnou univerzitu v Amsterdamu a na Technologickou univerzitu v Eindhovenu. Tento projekt je součástí Quantum Delta NL Ultracold Quantum Sensing Testbed, který vám poskytne mnoho příležitostí pro spolupráci s průmyslem, zejména při navrhování fotonických obvodů pro optické hodiny.
Projekt 3: Kvantová simulace a výpočty s Rydberg spojenými jednotlivými atomy Sr
Kvantové počítače a simulátory mohou vyřešit problémy, které jsou pro tradiční počítače zcela mimo dosah. Stavíme dva kvantové počítače/simulátory založené na polích atomů stroncia uložených v optických pinzetách [6], jeden v naší laboratoři a jeden na Eindhovenské technologické univerzitě. Kvantové bity jsou zakódovány ve vnitřních stavech těchto atomů a kvantové výpočty se provádějí tak, že na atomy svítí laserové paprsky dobře organizovaným způsobem. Kvantové počítače založené na neutrálních atomech těží z toho, že atomy jsou přirozeně identické a že je docela snadné počítač škálovat na stovky kvantových bitů. Náš kvantový počítač je založen na atomech stroncia, prvku alkalické zeminy, který se také běžně používá k sestavení jedněch z nejlepších hodin na světě. Využitím hodin zabudovaných v projektu 3 a podporovaných QuantumDelta NL a Quantum Software Consortium stavíme kvantové počítače, které mohou demonstrovat algoritmy vyvinuté společností QuSoft nebo řešit problémy kvantové chemie. V Amsterdamu můžeme v současné době zachytit atomy stroncia v poli 49 pinzet [7]. Tento stroj rozšíříte o lasery potřebné k implementaci jedno- a dvou-qubitových hradel a budete s ním provádět kvantové simulace a výpočty.
Reference
- Chun-Chia Chen (陳俊嘉), Rodrigo González Escudero, Jiří Minář, Benjamin Pasquiou, Shayne Bennetts, Florian Schreck, Continuous Bose-Einstein condensation, arXiv:2012.07605 (přijato přírodou).
- N. P. Robins, P. A. Altin, J. E. Debs a J. D. Close, Atomové lasery: výroba, vlastnosti a vyhlídky pro přesné inerciální měření, Phys. Rep. 529, 265 (2013).
- John L. Bohn, Ana Maria Rey a Jun Ye, Studené molekuly: Pokrok v kvantovém inženýrství chemie a kvantové hmoty, Science 357, 1002 (2017).
- Vincent Barbé, Alessio Ciamei, Benjamin Pasquiou, Lukas Reichsöllner, Florian Schreck, Piotr S. Żuchowski a Jeremy M. Hutson, Pozorování Feshbachových rezonancí mezi alkalickými a uzavřenými atomy, Nature Physics 14, 18.
- Andrew D. Ludlow, Martin M. Boyd, Jun Ye, E. Peik a P. O. Schmidt, Optické atomové hodiny, Rev. Mod. Phys. 87, 637 (2015).
- M. Morgado, S. Whitlock, Quantum simulation and computing with Rydberg-interacting qubits, arXiv:2011.03031 (2020).
- Alexander Urech, Ivo H. A. Knottnerus, Robert J. C. Spreeuw, Florian Schreck, Narrow-line zobrazování jednotlivých atomů stroncia v mělkých optických pinzetách, arXiv:2202.05727 (2022).
Úkoly a odpovědnosti:
- Návrh, konstrukce a ladění experimentů s ultrachladným atomem;
- provádění výzkumu, jehož výsledkem jsou akademické publikace v recenzovaných mezinárodních časopisech a/nebo knihách;
- vedení bakalářských a diplomových prací a doučování studentů;
Požadavky:
Jste držitelem titulu MSc. (nebo ekvivalent) ve fyzice, absolvovali experimentální mistrovský projekt (nebo ekvivalent) v laboratoři optické, atomové nebo molekulární fyziky. Další dovednosti a dokumenty, které by mohly být přínosem pro vaši aplikaci, jsou
- praktická zkušenost s experimentálními technikami používanými v laboratoři s ultrachladnými atomy, jako je elektronika, lasery, optika;
- pracovní znalost programovacího jazyka (C++, Python, matlab nebo ekvivalent);
- dobré ústní a písemné komunikační dovednosti v angličtině.
Abychom podpořili rozmanitost v naší výzkumné skupině, oceníme zejména přihlášky od skupin nedostatečně zastoupených ve vědě.
Platové výhody:
PhD pozice
Dočasná smlouva na 38 hodin týdně na dobu 4 let (původní smlouva bude na dobu 18 měsíců a po uspokojivém vyhodnocení bude prodloužena na celkovou dobu 4 let). Preferovaný termín nástupu je co nejdříve. Z toho by měla vzniknout disertační práce (PhD práce). Sestavíme vzdělávací plán, který zahrnuje účast na kurzech a (mezinárodních) setkáních. Očekáváme také, že budete pomáhat při výuce vysokoškoláků a magisterských studentů.
Hrubá měsíční mzda, založená na 38 hodinách týdně a v závislosti na příslušných zkušenostech, se pohybuje mezi 2 443 EUR až 3 122 EUR (stupnice P). To nezahrnuje 8% příspěvek na dovolenou a 8,3% příspěvek na konci roku. Uplatňuje se kandidát na PhD profil UFO, stupnice 10. Na nenizozemské žadatele se může vztahovat výhodná daňová dohoda, „30% pravidlo“. Platí Kolektivní pracovní smlouva nizozemských univerzit.
Kromě platu a pulzujícího a náročného prostředí ve Vědeckém parku vám nabízíme několik dalších výhod:
- 232 hodin svátků ročně (na plný úvazek) a dovolené navíc mezi Vánocemi a 1. lednem;
- více kurzů z našeho výukového a výukového centra;
- kompletní vzdělávací program pro doktorandy;
- více kurzů na témata, jako je time management, zvládání stresu a online vzdělávací platforma s více než 100 různými kurzy;
- 7 týdnů porodní dovolené (partnerská dovolená) se 100% platem;
- částečně placená rodičovská dovolená;
- možnost zřídit si pracoviště doma;
- důchod v ABP, za který UvA platí dvě třetiny příspěvku;
- možnost navštěvovat kurzy a učit se holandsky;
- pomozte s bydlením pro garsonku nebo malý byt, když se stěhujete ze zahraničí.
Jste zvědaví na další informace o našem rozsáhlém balíčku sekundárních zaměstnaneckých výhod, podívejte se sem.
Pracovní doba:
38 hodin týdně
Adresa:
Science Park 904
