Alexander Holm Kiilerich

Højpræcise målinger med enormt potentiale.

Alexander Holm Kiilerich har bidraget til en markant forbedring af præcisionen ved måling med kvantesensorer.

Af Filip Graugaard Esmarch

”Et atom er på grund af sin bølgefunktion spredt ud over rummet. Atomet kan altså være både her og der på samme tid. Men kun indtil vi foretager en måling, for når vi har målt atomet, så er det selvfølgelig dér, hvor vi har målt det til at være. Inden for kvantemekanik betyder det, at vi som observatører har en direkte indflydelse på det, vi kigger på. Vi påvirker simpelthen atomets fysiske tilstand ved at kigge på det. Det kalder man for måletilbagevirkning.”

Sådan lyder det fra fysiker Alexander Kiilerich, når man beder ham anskueliggøre det fænomen, han brugte en stor del af sit ph.d.-projekt på at studere. Og faktisk er det ikke blot et teoretisk problem. Alexander Kiilerich viser i sin afhandling, hvordan man i praksis kan vende måletilbagevirkningen til sin fordel.

”Hvis vi udnytter den her måletilbagevirkning på en smart måde, kan vi få kvantesystemet til at opføre sig sådan, at vi kan foretage meget mere præcise målinger med det,” forklarer han.

Knap så abstrakt
Kvantemetrologi handler grundlæggende om at foretage højpræcisionsmålinger ved hjælp af kvantesystemer, altså atomer.

”Det synes jeg, er specielt interessant, fordi det ligger tættere på praktiske anvendelser, end den her lidt abstrakte kvantemekanik normalt gør,” forklarer Alexander Kiilerich og uddyber:

”Lige nu står vi på et tidspunkt i den teknologiske udvikling, hvor det bliver mere relevant at forstå de her kvantesystemer i forhold til, hvordan man konkret kan anvende dem i udviklingen af forskellige slags apparater. Det er spændende at stå som teoretiker og kunne udvikle strategier og metoder, som faktisk er relevante inden for ganske få år.”

I løbet af sit projekt fik Alexander Kiilerich rig lejlighed til at operationalisere sine teoretiske analysemetoder i form af samarbejder med eksperimentelle forskergrupper i Paris og St. Louis.

1000 gange bedre
Hos en teoretisk gruppe i Pisa bidrog Alexander Kiilerich til beskrivelsen af et optimeret kvantetermometer, som kan give nye muligheder inden for eksempelvis biologi og medicin.

”Det kan bestå af en lille bitte nål med et atom på enden, som man stikker ned i en levende kræftcelle, hvis egenskaber man gerne vil aflure. Så kan man måle, hvordan temperaturen ændrer sig inde i cellen, mens den stadig er levende,” siger Alexander Kiilerich.

Dette projekt viste, at man ved udnyttelse af den måletilbagevirkning, Alexander Kiilerich havde bidraget til at beskrive, kan forbedre præcisionen ganske enormt.

”Når vi brugte et ekstra atom til at udlæse informationen med, viste det sig at give en forbedring på en faktor 1000. Så det var et ret fint resultat,” lyder det på jysk.

Nu er Alexander Kiilerich i en postdoc-stilling på AU, hvor han arbejder med et hot emne inden for kvantemekanikken, nemlig udvikling af kvantecomputere.