Datum početka projekta: 20. 12. 2024.
Datum završetka projekta: 19. 12. 2027.
Voditelj projekta: doc. dr. sc. Nenad Kralj
Suradnici s Fakulteta za fiziku:
prof. dr. sc. Marin Karuza
dr. Paritosh Verma
Lucija Črep, univ. mag. phys. et matech.
Vanjski suradnici:
dr. sc. Ivor Krešić (Institut za fiziku Zagreb)
dr. sc. Neven Šantić (Institut za fiziku Zagreb)
Sažetak projekta:
Mnoge primjene kvantne teorije, poput kvantne kriptografije na velikim udaljenostima i međusobnog povezivanja kvantnih računala, zahtijevaju distribuciju kvantnih resursa, kao što je sprezanje. Pridruženi gubici uvjetuju potrebu za kvantnim ponavljačima, čija je ključna sastavnica kvantna memorija. Predloženi su različiti protokoli za takve memorije, ali postojeće realizacije ne uspijevaju obuhvatiti sljedeća željena svojstva u jednom sustavu: dugo vrijeme koherencije, visoka učinkovitost, očitavanje na zahtjev i kompatibilnost s C-pojasom telekomunikacija. U MIMIQ.ME, radit ćemo na razvoju memorijske platforme za pojedinačne fotone (SP) temeljene na principu optomehanički inducirane prozirnosti (OMIT), koja može funkcionirati na raznim valnim duljinama te, zajedno s odgovarajućim SP izvorom, ispuniti sve ove zahtjeve. Memorijom ćemo upravljati na sobnoj temperaturi i implementirati ju u određenom optomehaničkom sustavu, šupljini s membranom u sredini (MIM), gdje se SP-ovi pohranjuju u vibracijskom modu ultrakoherentnog meko stegnutog membranskog rezonatora. Testirat ćemo platformu pomoću optičkih pulseva, postižući rekordna vremena pohrane i učinkovitosti među optomehaničkim memorijama. Realizirat ćemo izvor najavljenih SP-ova za pohranjivanje, na temelju spontane parametarske konverzije prema dolje u nelinearnom kristalu. Rezonantno ćemo pojačati proces postavljanjem kristala u drugu optičku šupljinu kako bismo formirali optički parametarski oscilator. Nakon MIMIQ.ME, planiramo mjeriti očuvanje sprezanja između generiranih parova fotona nakon pohrane kako bismo potvrdili da sustav radi kao kvantna memorija. Gledajući dalje, on se može koristiti za pohranjivanje polarizacijskih kubita koje generiraju SP-ovi na zahtjev iz poluvodičkih kvantnih točaka, čime bi se stanje kvantnih mreža pogurnulo prema praktičnim primjenama. Koliko platforma obećava pokazuje i činjenica da pojedini MIM sustavi s meko stegnutim membranama rade u kvantnom režimu već na sobnoj temperaturi.
Rujan 2026.
25. 9. 2026.
Noć istraživača
U sklopu ovogodišnje Noći istraživača, Paritosh Verma i Lucija Črep demonstrirali su jednostavan i interaktivan interferometarski postav, voditelj radinice bio je Nenad Kralj. Program je krenuo već u jutarnjim satima Matinejom za učenike srednjih škola, a u samoj realizaciji i vođenju prezentacije pomogla im je i Mattea Mačkić Jovanović s FIZRI.
Glavna ideja bila je ponuditi posjetiteljima praktično iskustvo i priliku da sami upravljaju eksperimentom. Svatko je mogao regulirati napon na piezoelektričnom elementu i tako u kontroliranim uvjetima izravno mijenjati interferencijski uzorak koji se projicirao na zidu.
Kroz razgovor s posjetiteljima prolazila se cijela znanstvena priča — od povijesnih teorija o postojanju etera pa sve do suvremene detekcije gravitacijskih valova. Kako bi taj koncept bio što jasniji, pozadinska projekcija služila je kao vizualni vodič koji objašnjava sam princip interferencije dva vala na kojem se ti uređaji temelje.
Srpanj 2026.
14. 7. 2026.
Obrana završnog rada
Luka Knežević, student preddiplomskog studija Fizika i član našeg projektnog tima, uspješno je obranio svoj završni rad. Naslov rada je “Optomechanical sideband cooling and membrane-in-the-middle quantum memory for single photons”, a isti je izrađen pod mentorstvom Nenada Kralja, uz komentora Marina Karuzu. Luka svoje školovanje nastavlja na Sveučilištu FHNW, u Švicarskoj, gdje će diplomski rad izrađivati pod vodstvom prof. Bojana Resana. Čestitamo Luki i želimo mu puno sreće i uspjeha u nastavku školovanja!
Lipanj 2026.
17. – 20. 6. 2026.
4. edukativna škola o temi COSMIC WISPers na Krfu
Paritosh Verma sudjelovao je na 4. edukativnoj školi COSMIC WISPers, održanoj od 17. do 20. lipnja 2026. na Krfu (Grčka). Škola je bila namijenjena edukaciji doktoranada i poslijedoktoranada na početku karijere o interdisciplinarnoj fizici aksiona i slabo interagirajućih čestica (WISPs). Više informacija o događaju dostupno je na poveznici https://agenda.infn.it/event/49777/.
5. 6. 2026.
Skup GW@TS 2026 u Trstu
Paritosh Verma sudjelovao je na skupu GW@TS, jednodnevnom okupljanju zajednice koja se bavi gravitacijskim valovima, održanom u petak, 5. lipnja 2026. Događaj je bio osmišljen za povezivanje istraživača, studenata i stručnjaka iz Trsta i okolice koji rade na svim aspektima istraživanja gravitacijskih valova. Više informacija o događaju dostupno je na poveznici https://agenda.infn.it/event/51432/overview.
Svibanj 2026.
26.-27. 5. 2026.
Organizacija i sudjelovanje na OPEL-u 2026
Lucija Črep, Luka Knežević, Paritosh Verma, Vedran Vujnović, Marin Karuza i Nenad Kralj sudjelovali su na konferenciji Optoelectronics, Photonics, Quantum Optics & Optical Computing koja se, u sklopu skupa MIPRO 2026, održala u Opatiji od 26. do 27. svibnja 2026. Vedran Vujnović bio je koautor jednog od radova izloženih na konferenciji, dok je Nenad Kralj sudjelovao kao jedan od voditelja. Na konferenciji su, između ostalih, pozvana predavanja imali neki od vodećih svjetskih stručnjaka iz područja optomehanike. U nastavku je nekoliko fotografija s konferencije.
Travanj 2026.
22. – 24. 4. 2026.
Konferencija GRaviCon 2026 u Pisi
Paritosh Verma sudjelovao je na konferenciji GRaviCon 2026, održanoj u Pisi (Italija) od 22. do 24. travnja 2026. Cilj konferencije bio je ojačati povezanost između analize podataka, razvoja instrumentalnih metoda i opažanja gravitacijskih valova. Više informacija o događaju dostupno je na poveznici https://agenda.infn.it/event/49413/overview.
23. 4. 2026.
Obilazak Laboratorija za kvantnu i nelinearnu optiku u sklopu Otvorenog dana FIZRI
U sklopu Otvorenog dana Fakulteta za fiziku 23. 4., asistentica Lucija Črep predstavila je učenicima Michelson-Morlyjev eksperiment te jednostavan interferometar čiji je uzorak bio vidljiv na zidu. Učenici su raspravljali zašto i na koji je način moguće mijenjati interferencijski uzorak, a to su pokušali i sami pomoću piezoelektričnog elementa. Uz to, prikazana je projekcija interferencije dva vala koja se koristi u detektorima gravitacijskih valova.
29. 3.-2.4. 2026.
Komentorstvo učenica u sklopu Riječke škole fizike
Marin Karuza i Nenad Kralj sudjelovali su u provedbi pete Riječke škole fizike kao mentori na projektu “Interferometrija: od etera do gravitacijskih valova”. Učenice koje su sudjelovale u projektu sastavile su polarizacijski Michelsonov interferometar, proučavale ovisnost osjetljivosti na orijentaciju četvrtvalnih i poluvalnih ploča, a u konačnici izmjerile i kalibrirale pomak zrcala uslijed vibracija prouzrokovanih tonom s mobitela.
Ožujak 2026.
19. 3. 2026.
Posjet osnovnoškolaca iz Istre
Učenici OŠ Jože Šurana Višnjan, 1., 3. i 5. razreda PŠ Kaštelir, posjetili su 19. ožujka 2026. godine naš laboratorij. Posjet je, kao terensku nastavu u sklopu projekta „Hologrami – čarolija u tri dimenzije“, inicirala učiteljica dr. sc. Ivana Medica Ružić. Prilikom posjeta, Aldo Arena i Nenad Kralj učenicima su izložili prezentaciju o holografiji te interferenciji kao prvom koraku u smjeru iste. Zajedno s učenicima, izveli su jednostavan pokus koji rezultira interferencijskim prugama te objasnili kako se one mogu iskoristiti za mjerenje izrazito malih pomaka.
2.-7. 3. 2026.
Posjet grupi prof. Michèle Heurs
S ciljem osnaživanja suradnje s grupom prof. Michèle Heurs sa Sveučilišta u Hannoveru, koja se bavi kontrolom (optičkih i optomehaničkih) kvantnih sustava, Nenad Kralj održao je predavanje naslovljeno “Absorption-free detection of objects inside an optical cavity”. Također je tamošnjim članovima grupe iz prve ruke demonstrirao kako rascijepiti “oblandu” na kojoj se nalaze meko spregnute membrane načinjene od SiN. U nastavku su slike s predavanja te pri procesu cijepanja, a sažetak predavanja može se naći ovdje.
Veljača 2026.
25. 2. 2026.
Obilazak Laboratorija za kvantnu i nelinearnu optiku u sklopu Županijskog natjecanja iz fizike
U sklopu Županijskog natjecanja iz fizike održanog 25. 2., asistentica Lucija Črep predstavila je učenicima Michelson-Morlyjev eksperiment te jednostavan interferometar čiji je uzorak bio vidljiv na zidu. Učenici su raspravljali zašto i na koji je način moguće mijenjati interferencijski uzorak, a to su pokušali i sami pomoću piezoelektričnog elementa. Uz to, prikazana je projekcija interferencije dva vala koja se koristi u detektorima gravitacijskih valova.
Studeni 2025.
11.-14. 11. 2025.
Godišnji sastanak Einstein Telescope kolaboracije u Opatiji
Marin Karuza (kao voditelj) i Nenad Kralj sudjelovali su u radu lokalnog organizacijskog odbora pri organizaciji četvrtog godišnjeg sastanka Einstein Telescope kolaboracije koji se 11.-14. studenog održao u Opatiji. Lokalni organizacijski odbor sačinjavali su još Marina Manganaro i Karlo Veličan (oboje FIZRI), Jonatan Lerga (RITEH), Željka Marija Bošnjak (FER) te studenti Lorena Lulić, Luka Knežević i Aldo Arena. Preko 150 registriranih sudionika sudjelovalo je u konferenciji kroz više od 110 izlaganja raspoređenih u šest plenarnih i 35 paralelnih sesija, kao i 35 postera.
Rujan 2025.
26. 9. 2025.
Pokus na Noći istraživača
U sklopu Noći istraživača Aldo Arena, Karlo Veličan i Nenad Kralj predstavili su jednostavan interferometarski postav u kojem su posjetitelji u kontroliranim uvjetima mogli sami mijenjati interferencijski uzorak, mijenjajući napon na piezoelektričnom elementu. Uzorak je bio vidljiv na zidu, kao i na osciloskopu, a pozadinska projekcija dodatno je ilustirala princip interferencije dva vala kao i kako se ona koristi u detektorima gravitacijskih valova.
16.-19. 9. 2025.
Predavanje i radionica na trening školi COST akcije “Cosmic WISPers” u Annecyju
Karlo Veličan i Nenad Kralj sudjelovali su u provedbi trening škole u sklopu COST akcije “Cosmic WISPers”, održanoj u Laboratoire d’Annecy-le-Vieux de Physique Théorique, Anncey, Francuska. Tom prilikom polaznicima su pokazali kako sastaviti interferometar s balansiranom homodinom detekcijom. Nenad Kralj održao je didaktičko predavanje o principima interferometrije i homodine detekcije. Materijali se mogu naći na stranicama škole.
9.-12. 9. 2025.
MIMIQ.ME na godišnjoj konferenciji COST akcije “Cosmic WISPers”
Marin Karuza i Nenad Kralj sudjelovali su u trećoj godišnjoj konferencji COST akcije “Cosmic WISPers” u Sofiji, Bugarska. Nenad Kralj održao je pozvano predavanje o napretku optomehanike, u sklopu čega i o ideji i izvedbi HRZZ projekta optomehaničke kvantne memorije za pojedinačne fotone. Transparencije se mogu naći na stranicama sastanka.
Veljača 2025.
Na UNIRI osnovana prva istraživačka jedinica Einstein Telsecope kolaboracije bazirana u Hrvatskoj
Hrvatska se nedavno pridružila Odboru vladinih predstavnika Einstein Telescope (ET) kolaboracije. Prva hrvatska istraživačka jedinica unutar kolaboracije, ustanovljena na Sveučilištu u Rijeci, postala je dijelom ET konzorcija. S MIMIQ.ME projekta članovima jedinice postali su Marin Karuza (voditelj jedinice) i Nenad Kralj, a ostali članovi su Karlo Veličan i Marina Manganaro (oboje s Fakulteta za fiziku, UNIRI), Jonatan Lerga (Tehnički fakultet, UNIRI) te Željka Marija Bošnjak (Fakultet Elektrotehnike i računarstva UNIZG).
Ministarstvo znanosti, obrazovanja i mladih 18. veljače 2025. organiziralo je sastanak s ciljem informiranja hrvatske znanstvene javnosti o aktivnostima kolaboracije, uz sudjelovanje njezinih vodećih ljudi te članova istraživačke jedinice s UNIRI. Detalji o sastanku mogu se naći na sljedećoj poveznici: https://einsteintelescope.eu/news/croatia-joins-the-einstein-telescope/.
Siječanj 2025.
27. 1. 2025.
Predavanje na Rijeci tehnologije 2025.
Nenad Kralj je u sklopu manifestacije Rijeka tehnologije 2025. održao popularno predavanje o naporima u smislu razvoja kvantnog interneta. Poseban naglasak stavljen je na kvantnu memoriju kao ključnu sastavnicu koja pospješuje prijenos kvantnih stanja, kao i na njezinu implementaciju u optičkoj šupljini s membranom u sredini, u sklopu projekta MIMIQ.ME. Više informacija o programu može se naći na poveznici https://socri.uniri.hr/rijeka-tehnologije-2025/.
