Ny metod förbättrar simuleringar av kvantsystem
För att bättre kunna designa komplexa kvantsystem – atomer och elektroner – har forskaren Hugo Strand utvecklat en ny metod som gör simuleringarna snabbare och mer träffsäkra.
– Det kan leda till ökad förståelse för material och teknologier som är viktiga för innovationer inom exempelvis kvantdatorer och förnybar energi, säger han.

Material som innehåller övergångsmetaller och sällsynta jordartsmetaller har komplexa egenskaper som är mycket svåra att simulera och förutsäga. Samtidigt har dessa material stor potential att driva utvecklingen av teknologier inom exempelvis elektronik, energi och hälsovård.
Nu har Hugo Strand, universitetslektor i fysik vid Örebro universitet, tillsammans med forskarkollegor från Tyskland och USA, utvecklat en ny simuleringsmetod för kvantsystem. Metoden gör det möjligt att till exempel förstå hur komplexa oxider och kvantprickar – små nanopartiklar – fungerar. Simuleringarna kan också användas för att förutsäga materialegenskaper, vilket är särskilt värdefullt eftersom standardmetoder ofta inte är tillräckliga för att beskriva material med övergångsmetaller.
– Denna optimering gör inte bara simuleringen av kvantsystem snabbare, utan möjliggör också mer precisa förutsägelser om hur material beter sig, säger Hugo Strand.
Löser ett centralt problem
En av de största utmaningarna inom kvantsimuleringar är det så kallade teckenproblemet som uppstår när de värden som beräknas i en simulering kan ha både positiva och negativa tecken. Detta gör att simuleringen blir mycket ineffektiv och ofta missvisande.
– Den nya algoritmen minskar detta problem och öppnar dörren för en djupare förståelse av komplexa material och för snabbare och mer effektiv design av materialegenskaper, säger Hugo Strand.
Öppen mjukvara tillgänglig
Resultaten har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Physical Review B och den utvecklade simuleringsmjukvaran är öppen och tillgänglig för alla.
Med nya forskningsmedel från Vetenskapsrådet ska Hugo Strand vidareutveckla simuleringsmetoden för att även kunna beskriva det dynamiska beteendet hos kvantsystem.
– Med hjälp av de nya forskningsmedlen kommer vi nu att driva forskningsfronten framåt på icke-jämviktssidan. Målet är att kunna beskriva hur egenskaperna hos kvantmaterial kan förbättras med hjälp av ultrasnabba laserpulser, en metod som forskarna tilldelades Nobelpriset i fysik för år 2023, säger Hugo Strand.
Nyckelord
Kontakter
Hugo Strand, universitetslektor i fysik vid Örebro universitet
E-post: hugo.strand@oru.se
Telefon: 019 303372
Jasenka DobricForskningskommunikatör
Tel:019 303035Tel:0735 930995jasenka.dobric@oru.seLänkar
Om oss
Örebro universitet är ett bredduniversitet med starka professionsutbildningar och forskning som spänner över 36 ämnen inom alla vetenskapliga fält. Vi har 15 000 studenter, 85 utbildningsprogram på grundnivå och avancerad nivå och ett stort utbud av fristående kurser. Örebro universitet har samlat spetskompetens inom tre profilområden: AI och robotik, Mat och hälsa och Föroreningar och samhälle.
Följ Örebro universitet
Abonnera på våra pressmeddelanden. Endast mejladress behövs och den används bara här. Du kan avanmäla dig när som helst.
Senaste pressmeddelandena från Örebro universitet
Mat till inställd akademisk högtid vid Örebro universitet blev lunch hos Stadsmissionen7.2.2025 14:09:16 CET | Pressmeddelande
Festmenyn till 400 gäster på Örebro universitet omvandlades till 300 portioner svampsoppa och 150 bakpotatis med tillbehör för besökare på Stadsmissionen i Örebro under fredagen. – Jag är väldigt glad för att vi kunde bidra med att stötta Stadsmissionen i deras verksamhet, säger Jens Ericsson, ansvarig kock för maten som skulle ha serverats på den nu inställda akademiska högtiden.
Örebro universitet ställer in årets akademiska högtid5.2.2025 15:43:31 CET | Pressmeddelande
Årets akademiska högtid vid Örebro universitet ställs in. Den skulle ha genomförts den 7–8 februari. – Örebro är en stad i sorg. Vi ställer nu in vår akademiska högtid med anledning av den värsta skjutningen i Sveriges historia, säger rektor Johan Schnürer.
Testat nytt läkemedel mot sepis30.1.2025 10:03:02 CET | Pressmeddelande
Örebroforskare har testat ett nytt läkemedel mot sepsis. Resultaten visar att det kan skydda mot blodproppar utan att öka risken för blödningar. Nyckeln är Apta-1, en avancerad RNA-molekyl. – Detta är en lovande läkemedelsmekanism för framtida behandlingar av allvarliga sjukdomar, säger professor Magnus Grenegård.
Studenter möter framtidens arbetsgivare på Campusmässan27.1.2025 08:51:25 CET | Pressmeddelande
Inspiration om arbetslivet, en första kontakt – och kanske till och med ett löfte om intervju. På onsdag arrangeras Campusmässan på Örebro universitet, där tusentals studenter får chans att möta sina framtida arbetsgivare.
Överraskande enkelt att sluta konsumera27.1.2025 08:20:29 CET | Pressmeddelande
Örebroforskare har studerat personer som frivilligt har minskat sin konsumtion. – Flera av deltagarna i vår studie tyckte att det varit överraskande enkelt och befriande att ta de första stegen mot minskad och medveten konsumtion, säger Åsa Callmer, forskare i sociologi.
I vårt pressrum kan du läsa de senaste pressmeddelandena, få tillgång till pressmaterial och hitta kontaktinformation.
Besök vårt pressrum