Żyjemy w czasach rewolucji technologicznej, w erze mikroprocesorów i Internetu. U podłoża tych zmian leżą badania naukowe w dziedzinie fizyki ciała stałego i optyki, które zaowocowały rozwojem elektroniki i telekomunikacji. Każda technologia napotyka jednakże granice swojego rozwoju wyznaczone przez prawa fizyki.
Moc obliczeniowa procesorów, gęstość zapisu danych i przepustowość sieci komputerowych nie mogą zwiększać się bez końca, jak sugeruje to empiryczne prawo Moore’a. Aby przesuwać te granice, należy poszukiwać technologii opartej na innych niż stosowane do tej pory mechanizmach fizycznych. Badania naukowe w zarysowanym powyżej obszarze są prowadzone na naszym uniwersytecie w nowo utworzonym Instytucie Spintroniki i Informacji Kwantowej.
Spintronika i magnonika wykorzystują kwantową własność elektronu, zwaną spinem, do przesyłania i przetwarzania informacji. Spin jest intuicyjnie rozumiany jako wewnętrzny moment pędu elektronu, manifestujący się w zjawiskach magnetycznych. Może on być przenoszony przez przepływające elektrony jako tzw. prąd spinowy lub też rozchodzić się w formie fali spinowej i jej kwantów – magnonów. Informacja przenoszona przez prąd spinowy i falę spinową może być przetwarzana bardzo szybko w urządzeniach o rozmiarach nanometrów i, co istotne w odniesieniu do układów elektronicznych, z niewielkimi stratami energii w postaci wydzielanego ciepła.
Informacja, zapisana w kwantowych własnościach badanych układów, ujawnia w szczególnych warunkach swój nielokalny charakter. Pozwala to na wykonywanie niespotykanych w makroświecie operacji logicznych oraz obliczeń. Otwiera również drogę do implementacji algorytmów kwantowych, umożliwiających rozwiązywanie złożonych problemów obliczeniowych, które są poza zasięgiem klasycznych komputerów, opartych na konwencjonalnych układach elektronicznych.
Badania z zakresu magnetyzmu i fizyki zjawisk spinowych oraz informatyki i kryptografii kwantowej są prowadzone na Wydziale Fizyki od wielu lat i cieszą się dużym uznaniem w kraju i za granicą. Warto wspomnieć, że poznański badacz, prof. Józef Barnaś (czł. rzecz. PAN), jest jednym z prekursorów spintroniki, znanym z teoretycznego wyjaśnienia zjawiska gigantycznego magnetooporu, za którego odkrycie przyznano Nagrodę Nobla w 2007 roku. Natomiast prof. Roman Micnas (czł. rzecz. PAN) jest wybitnym fizykiem zajmującym się materią kwantową, w tym nadprzewodnictwem wysokotemperaturowym, a prof. Adam Miranowicz, wraz ze swoim zespołem, prowadzi przełomowe badania dotyczące teorii informacji kwantowej i protokołów kwantowych. Z kolei magnonika jest badana w grupie prof. Macieja Krawczyka, który jest uznanym ekspertem w tej dziedzinie.
Uzyskanie przez UAM statusu Uczelni Badawczej, a także doświadczenia ostatnich lat związane z reformą nauki oraz perspektywa jej przyszłej ewaluacji sprawiły, że na wydziale zrodziła się idea konsolidacji zespołów naukowych, uprawiających pokrewną tematykę. Celem tej współpracy jest podniesienie jakości prowadzonych badań, a tym samym zwiększenie rozpoznawalności wydziału oraz uniwersytetu na arenie międzynarodowej. Dlatego też, na wniosek dziekana Wydziału Fizyki, z dniem 1 stycznia 2021 roku, rektor UAM powołała do życia Instytut Spintroniki i Informacji Kwantowej (www.isik.amu.edu.pl). W skład Instytutu włączono trzy zakłady naukowe: Zakład Fizyki Mezoskopowej, Zakład Fizyki Nanostruktur oraz Zakład Optyki Nieliniowej. Obecnie Instytut obejmuje 32 nauczycieli akademickich, w tym 10 profesorów tytularnych, 11 profesorów uczelni, 11 adiunktów oraz liczne grono doktorantów i magistrantów.
Instytut rozwija głównie badania teoretyczne z zakresu spintroniki, magnoniki i fononiki, informatyki kwantowej i optyki kwantowej, oraz dotyczące układów skorelowanych i nadprzewodnictwa, a także, w węższym zakresie, badania doświadczalne dotyczące fal spinowych i fal elastycznych. Instytut prowadzi szeroką współpracę z wiodącymi ośrodkami badawczymi w Polsce i zagranicą. Ze względu na aplikacyjny charakter badań duża ich cześć jest prowadzona w międzynarodowych zespołach z licznym udziałem grup eksperymentalnych. W Instytucie realizowanych jest obecnie 18 grantów badawczych, w tym 17 grantów z NCN. W ramach projektów zatrudniona jest liczna grupa postdoc’ów oraz doktorantów, głównie z zagranicy. Instytut prowadzi także intensywną wymianę naukową w formie staży i krótkoterminowych wizyt, co sprawia, że atmosfera pracy jest iście międzynarodowa.
Instytut jest otwarty na współpracę i szczególnie gorąco zachęca młodych naukowców, magistrantów i doktorantów do zaangażowania się w badania i realizację wspólnych projektów badawczych już na bardzo wczesnym etapie kariery naukowej.
