Naised kvanttehnoloogiast: Dr Laura Gagliardi Chicago ülikoolist – kvanttehnoloogia sees

Naised kvanttehnoloogiast: Dr Laura Gagliardi Chicago ülikoolist – kvanttehnoloogia sees

Dr Laura Gagliardi Chicago ülikoolist räägib oma tööst kvantkeemia vallas
By Kenna Hughes-Castleberry postitatud 06. septembril 2023

Kvantkeemia, valdkond, mis uurib molekulide ja aatomite käitumist ja interaktsioone kvanttasandil, omab võtit meie universumi põhiolemuse sügavama mõistmise avamiseks. Kvantmehaanika keerulist maailma uurides saavad teadlased teha murrangulisi avastusi, millel on kaugeleulatuv mõju erinevates teadusharudes. Üks neist teadlastest on Dr Laura Gagliardi, Chicago ülikooli keemia ja molekulaartehnika professor. "Mind on alati paelunud kvantnähtused ja olen püüdnud mõista, kuidas mateeria molekulaarsel ja aatomitasandil toimib," selgitas Gagliardi. "Kui uuritakse ainet nii väikeses skaalas (aatomite ja molekulide suurus on umbes 10-10 meetrit), on vaja kvantseadusi. Minu rühmas töötame välja kvantkeemia metoodikaid ja idee, et need võivad kvantarhitektuuri potentsiaali ära kasutada, on nii põnev kui ka paljutõotav.

Gagliardi teadlaskarjäär algas 2002. aastal, kui temast sai keemiadotsent. Palermo ülikool. Sealt edasi töötas ta erinevates teistes ülikoolides, kuni Gagliardi jõudis 2020. aastal Chicago ülikooli. Kogu oma karjääri jooksul on ta pälvinud erinevaid auhindu, sealhulgas Linus Paulingi medal 2023is on Peter Debye auhind Ameerika Keemiaühingu füüsikalise keemia erialal 2020. aastal Humboldti teaduspreemia, ja Bourke'i auhind Kuningliku Keemia Seltsi liige. "Ma olen keemik ja minu kirg mõista mateeria toimimise keerukust, eriti aatomitasandil, tuleneb minu päevist keemiaüliõpilasena," ütles ta. "Kui ma esimest korda kvantmehaanikaga kokku puutusin ja mõistsin, et molekulide ja aatomite tasandil kehtivad seletused kvantmehaanika seaduste järgi, armusin sellesse valdkonda tõeliselt. Kui uurite makroskoopilisi nähtusi, saab need uuesti läbi viia ka kvantmaailma. See kirg on kestnud viimased 25 aastat ja ma tunnen end tõeliselt privilegeerituna, et minu töö on ühtlasi ka minu hobi ja kirg.

Gagliardi ja tema Chicago ülikooli uurimisrühm keskenduvad kvantkeemia lummamisele kvantkeemia teostamisele. simulatsioonid õppima taastuvenergia. „Keskendume päikeseenergiaressursside tõhusa kasutamise uurimisele, üleminekule süsinikupõhiselt majanduselt vesinikupõhisele majandusele. Teises väga põnevas projektis modelleerime arvutuslikult uudseid materjale õhust vee kogumiseks, eesmärgiga pakkuda kogu inimkonnale puhast vett. Need materjalid on nagu käsnad. Arvutisimulatsioonides analüüsime nende keemilise koostise muutusi, et muuta vee imendumine ja vabanemine tõhusamaks. Disainime ka suurema sisemahuga käsnad, et mahutada rohkem veemolekule. Need arvutisimulatsioonid põhinevad kvantmehaanika seadustel, kombineerituna ka klassikalise mehaanikaga. Samuti kasutame tehisintellekti nende avastuste tõhusamaks edendamiseks. Meie uurimistöö õnnestumiseks on hädavajalik teha koostööd eksperimentaatoritega, kes testivad meie arvutuslikke ennustusi, luues meie arvutatud liigid oma laboris. Gagliardi on ennustanud ka keemilisi süsteeme potentsiaalsete kubitidena järgmise põlvkonna kvantarvutite jaoks. "See uurimus on alguses, kuid selle valdkonna potentsiaal on väga põnev"

Chicago ülikooli professorina ja kvantkeemia valdkonna juhina on Gagliardi sügavalt pühendunud kaasatuse edendamisele teadusvaldkonnas. "Sooline esindatus STEM-valdkondades, eriti juhtivatel kohtadel, on jätkuvalt silmitsi ebavõrdsusega," märkis ta. „Naiste alaesindatusega STEM-is tuleks tegeleda, tagades, et naised ei oleks oma akadeemilises ja tööalases teekonnas isoleeritud. Oluline on luua toetav keskkond, kus naised saaksid koostöömeeskondade osana areneda. Isolatsiooni vältimiseks julgustab dr Gagliardi looma eeskujudest ja mentoritest koosnevaid võrgustikke. "Sellised võrgustikud võivad anda väärtuslikke juhiseid ja inspiratsiooni noortele naistele, kes otsivad karjääri teaduse ja inseneri alal. Naiste kohalolek juhtivatel kohtadel on jõudu andev jõud, mis näitab nooremale põlvkonnale, et nende püüdlused on saavutatavad ja väärt.

Kenna Hughes-Castleberry on Inside Quantum Technology ja JILA teaduskommunikaatori (Colorado Boulderi ülikooli ja NIST-i vaheline partnerlus) kirjanik. Tema kirjutamissageduste hulka kuuluvad süvatehnoloogia, kvantarvutus ja tehisintellekt. Tema tööd on kajastatud ajakirjades Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica ja mujal.

Ajatempel:

Veel alates Kvanttehnoloogia sees