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成为年度澳大利亚首都直辖区科学家真正意味着什么

15/01/2020

大学:必威客户端澳大利亚国立大学

作者中心参与者:Rose Ahlefeldt 博士

其他来源:CQC2T

2018年8月 cqc'sRose Ahlefeldt 博士被授予享有盛誉的角色2018 年度澳大利亚首都直辖区科学家。在接下来的 12 个月里,来自ANU旨在利用该平台接触在校学生,激励女生从事科学事业,并提高公众对成为科学家意味着什么的认识。

Ahlefeldt 博士分享了她作为年度澳大利亚首都直辖区科学家的一年中的亮点,以及对是什么激励了她的科学事业的一些见解。

作为年度澳大利亚首都直辖区科学家,你打算取得什么成就?

我打算用它来接触,特别是学生,和他们谈论科学的价值和它作为职业的实际意义, 因为我认为即使在今天,公众对科学家的看法也是相当狭隘的。我认为对于学生来说,在他们可能感兴趣的职业生涯中,看到一个有点像他们的人,一个他们可以交谈的人是非常有价值的。我认为,这对于年轻女性来说尤其重要,她们可能没有像男孩那样被鼓励进入技术职业。我也这么说,作为一个没有真正成长的人 -- 我在新南威尔士州的阿米代尔长大, 了解科学是什么样的机会非常有限 -- 我们镇上甚至没有博物馆,直到我上大学才去。因此,选择我将学习的学位,我在很大程度上是在挑选科学。所以,我认为让孩子们在科学事业中看到自己是非常重要的,因为这样你就可以开始努力实现目标。

这个角色使你能够做什么?

通过这个角色,我能够与学生和他们的父母交谈,从五年级的孩子到十一年级的学生全国青年科学论坛。我谈到了隐藏在他们日常生活中的科学 -- 关于彩虹和它们是如何形成的,为什么荧光颜色如此明亮, 随机放置化学物质是如何教会我们太阳是由什么组成的。我向大一点的孩子解释了这项科学 -- 光谱学 -- 是如何帮助我们发展原子的量子模型,以及我们现在是如何将该模型用于量子计算的。很高兴看到学生们把他们知道的事情和我们目前在中心做的研究联系起来。我还为对科学感兴趣的女孩做了演讲和参加了小组讨论,谈论了我进入科学事业的道路。我真的很重视这些,因为这是一个向女孩们展示这些职业适合她们的机会。

你今年的亮点是什么?

我给一些 9 年级和 10 年级的学生做了一个关于光谱学和量子计算的演讲。在谈话中,他们都非常安静、礼貌和细心 -- 然后在提问时间,他们绝对盘问我量子计算。他们问我们什么时候会有量子计算机?它们要花多少钱?它们是否具有成本效益?量子位实际上是什么样子的?工程挑战是什么?错误率是多少?这些是个问题吗?等等。很高兴看到学生们如此投入和感兴趣,我能够给他们一幅比科普文章中通常呈现的更微妙的量子计算技术及其挑战的画面。

你认为你在哪里产生了最大的影响?

我在一个高中教师专业发展日做了一个演讲 -- 大约 300 名来自澳大利亚首都直辖区的教师。我不仅谈到了我的研究,还谈到了我的国家公立学校的一些老师的支持是如何真正帮助我走向科学事业的。看到这些老师听到研究的热情真是太棒了, 不仅仅是科学老师 -- 后来我从一个同事那里听说,他们无意中听到两位英语老师就量子位和量子计算的未来展开了热烈的讨论!在接下来的几个月里,当我在堪培拉外出时,我得到了很多老师的反馈, 这让我意识到与老师接触是讨论我们在学校的研究的一个很好的方式,老师对孩子关于继续教育的想法有最大的影响。

作为 cqc t t 的研究员,你做什么?

在 cqc t t,我研究稀土晶体的量子信息应用,特别是量子存储器和其他量子网络组件。该中心正在将稀土晶体作为我们的量子信息平台,因为稀土离子具有优异的相干性质和高原子密度,这意味着强烈的光-物质相互作用, 作为一个固态平台,将它们与光子芯片技术相结合来制造复杂、健壮的量子器件有着良好的前景。但是对于理解材料和稀土原子与光和相互作用的方式,还有很多研究因此,我们可以优化基于稀土的量子器件的性能。我专注于研究稀土相互作用,并为各种量子网络应用表征新型稀土材料: 目前,我正在研究用于量子记忆和线性光学处理的晶体, 以及微波-光学单光子频率转换器。

你的最新研究成果集中在什么?

我们刚刚有一个接受纸* 使用稀土晶体制作多模量子存储器,能够对存储的量子位态进行一些线性门操作。为了实现这一点,我们使用掺杂来在晶体内创建一个相同的量子计算 “分子” 集合。我们可以在 “分子” 的自旋中存储多个记忆量子位,并利用它们之间的相互作用来实现线性门,而量子信息完全存储在自旋态上。这对于像量子中继器这样的线性光学实现是有用的,量子中继器包含记忆以及像分束器或移相器这样的组件来设置线性门。在我们的晶体中,这些元件可以被整合到晶体本身中,形成一个可重构的线性电路,比由多个分立元件组成的电路更有效。

*R.L.Ahlefeldt,M.J.Pearce,M.R.Hush 和 M.J.Sellars,物理审查 A101012309 (2020)。

DrRose Ahlefeldt是 CQC ANU 节点的研究员2总部设在堪培拉。Ahlefeldt 博士是稀土集成计划在那里,她致力于开发在晶体中使用稀土离子的量子信息设备。