Students and staffPhilanthropyMedia

Iespējošā pētniecība vienelektronu kvantu tehnoloģijām

Projekta nosaukums latviski: Iespējošā pētniecība vienelektronu kvantu tehnoloģijām

Projekta nosaukums angliski: Enabling science for single-electron quantum technologies

Projekta numurs: lzp-2021/1-0232

Projekta īstenotājs: Latvijas Universitāte (LU)

Projekta vadītājs: Vjačeslavs Kaščejevs

Projekta īstenošanas vadošā struktūrvienība LU ir Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultāte, Fizikas nodaļa

Projekta īstenošanas periods: 03.01.2022. – 30.12.2024.

Projekta kopējais finansējums: 299 999,70 EUR

Informācija par projektu:

Vienelektronu pusvadītāju ierīces ļauj manipulēt ar atsevišķu elektronu daļiņu un viļņu dabu ar pielietojumiem kvantu metroloģijā, sensoros un kvantu skaitļošanā. Tam piemērotas bet vēl maz izpētītas sistēmas ir sekli dinamiski kvantu punkti, iztukšoti topoloģiskie malas kanāli un kvantu punktu kontakti kā nelineāri staru dalītāji. Projekts paredz pielietot teorētisko kvantu un cietvielu fiziku jomas šī brīža aktuālākajām problēmām, nodrošinot nākotnes vienelektronu kvantu tehnoloģiju attīstību. Zinātniskais mērķis ir jauns teorētiskās izpratnes līmenis un atbilstošā eksperimentāli verificējamo teorētisko modeļu kopa: (1) pārejot no fenomenoloģiskiem uz mikroskopiskiem modeļiem kontrolējami izveidotām viļņu paketēm un elektronu pāriem; (2) metodoloģija ballistisko karsto elektronu laika domēna spektroskopijai; (3) fāzu telpas koherences mēru apvienojums zemas enerģijas elektronu kvantu optikā un vienelektronu kvantu tomogrāfijā. Projektā tiks izmantotas Latvijas Universitātē uzkrātās teorētiskās zināšanas, kā arī starptautiska sadarbība ar vadošajām eksperimentālajām laboratorijām un teorijas ekspertiem. Projekts papildus veicinās zinātnisko izcilību, pievilcīgu studiju vidi un starpdisciplināru sadarbību LU un popularizēs kvantu nanoelektronikas teoriju kā zinātniskās izcilības nišu Latvijai, attīstot kvantu nanotehnoloģijas globālās konkurences vidē.

Zinātniskā grupa:

  • vadošais pētnieks/ zinātniskais vadītājs Vjačeslavs Kaščejevs;
  • vadošais pētnieks/ galvenais izpildītājs Ģirts Barinovs;
  • pētnieks/ izpildītājs Mārtiņš Kokainis;
  • zinātniskā asistents/ izpildītājs (studējošais) Elīna Pavlovska;
  • zinātniskā asistents/ izpildītājs (studējošais) Austris Akmentiņš.

Projektā radītas jaunas augstvērtīgas zināšanas par kvantu elektroniku, stiprinātas saiknes ar zinātniskās izcilības centriem ārpus Latvijas un sagatavoti jauni zinātnieki.

Rezultāti:                                                              

  1. Publicēti četri zinātniski raksti Q1 starptautiskajos recenzējamos žurnālos, ieskaitot nozares top izdevumus Nature Nanotechnology un Nature.
  2. Zinātniskās publikācijas veido pamatu Austra Akmentiņa (Ph.D. aizstāvēts 13.06.2025) un Elīnas Pavlovskas promocijas darbiem (iesniegts 2026. gadā).
  3. Projekta uzkrātā zinātība un starptautiskā reputācija ļāvusi sekmīgi startēt Eiropas pētniecības un inovāciju sadarbības projektu konkursos, nodrošinot Latvijas universitāte dalību projektos:
    1. AQuanTEC
    2. ElQuRes
    3. ELEQUANT
  4. Projektā demonstrētā zinātniskā izcilības tikusi novērtēta ar vairākiem apbalvojumiem:
    1. Elīna Pavlovska ieguvusi 2025. Baltijas stipendiju sievietēm zinātnē pētījumu turpināšanai.
    2. Ralfs Šuba saņēma LU Studentu padomes Gada balvu 2025 nominācijā “Gada zinātniskais sasniegums”
    3. Vjačeslavs Kaščejevs saņēma LU Gada Izcilības balvu 2025 nominācijā “Oriģinālpētījums”.
    4. Latvijas Zinātņu akadēmija projekta ietvaros izstrādāto vairākelektronu tranzistoru teorija ir atzinusi par vienu no nozīmīgākajiem zinātnes sasniegumiem Latvijā 2025. gadā un godinājusi autorus Elīnu Pavlovsku, Mārtiņu Kokaini, Ralfu Šubu, Ģirtu Barinovsu un Vjačeslavu Kaščejevu.

Par vienelektrona kvantu tehnoloģiju būtību, projekta risinātajiem jautājumiem un jauno zinātnieku pieredzi var uzzināt no intervijām un populārzinātniskajiem rakstiem: