Výzkumné pobyty na prestižních vědeckých pracovištích ve Spojených státech a možná také publikace společných výstupů ve vědeckých časopisech? Doktorandka z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity (MU) Ivana Miháliková má za sebou stáž na MIT a letní školu v Národní laboratoři v Los Alamos a v současnosti pracuje na dvou společných projektech s vědci z těchto institucí.
„Chtěla bych vzkázat dalším studujícím z Masarykovy univerzity, že se nemají bát spolupráce i s takto špičkovými institucemi. Hlavní je nevzdávat to při prvním neúspěchu a hledat alternativní cesty,“ říká studentka fyziky kondenzovaných látek, která se konkrétně věnuje kvantovému počítání.
K takto specifické oblasti výzkumu se Miháliková dostala trochu oklikou. Původně se hlásila na Masarykovu univerzitu, protože chtěla studovat v rámci aplikované fyziky nanotechnologie. „Během studií jsem se ale začala víc věnovat teoretické fyzice a pro magisterské studium jsem si už vybrala fyziku kondenzovaných látek, kde dělám i doktorát,“ vysvětluje.
Konkrétně se Ivana Miháliková věnuje využití a psaní výpočetních algoritmů pro simulaci materiálů. Nejdříve se zabývala využitím softwaru pro materiálové specialisty na klasických počítačích, ale v současnosti připravuje algoritmy pro počítače kvantové. „Kvantové počítače už sice existují, ale jsou stále velmi chybové. Přesto je potřeba už nyní pracovat také na algoritmech, které na nich budou využitelné,“ říká.
Materiály nacházejí uplatnění v celé řadě oborů od energetiky přes zdravotnictví po automobilový průmysl, ale navrhovat nové sloučeniny s určitými vlastnostmi je výpočetně velmi náročné a zvládají to jen superpočítače, a i ty jen v omezeném rozsahu. Právě kvantové počítače by mohly odbourat limity dané klasickou výpočetní technikou. „Když budeme mít nachystané funkční algoritmy a kvantové počítače nebudou chybové, budeme moci mnohem lépe popsat vlastnosti nových materiálů nebo to, jak tyto vlastnosti ovlivní přidání konkrétních prvků,“ přibližuje využití své práce Miháliková.
Na MIT
Ke své aktuální vědecké práci se dostala v Ústavu fyziky materiálů Akademie věd ČR, kde působí od svého bakalářského studia. I díky tomu k ní před třemi lety doputovala výzva tehdy nového projektu MIT-Czech Republic IOCB Tech Foundation Seed Fund, jehož cílem je podporovat výměnu studentů všech oborů mezi Massachusettským technologickým institutem (MIT), pracovišti české akademie věd a českými univerzitami. Letos jsou přihlášky otevřené do 10. prosince a pro žádost o grant si musí zájemci najít tým na MIT.
A jak říká Miháliková, důležité je se při prvním neúspěchu nevzdávat. „Když mi přišel e-mail s informacemi o této možnosti, tak jsem si pomyslela, že se tam nedostanu. Ale můj vedoucí doktor Martin Friák mi navrhl, abychom to přece jen zkusili. V podstatě jsem si otevřela stránky MIT a hledala vědce, kteří se zabývají podobným výzkumem jako je ten můj. Napsali jsme více lidem a nikdo se neozval. Pak ale můj vedoucí kontaktoval studenta, který pracoval s jedním z vytipovaných profesorů, kterého jsem poznala z předchozí online letní školy, aby zjistil, zda mají zájem o spolupráci. Profesor pak tři dny před uzávěrkou přihlášek napsal, že se spoluprací souhlasí,“ popisuje doktorandka komplikace s navazováním kontaktu.
Podařilo se jim dát v rychlosti dohromady projekt, domluvit se na výměnném pobytu s profesorem a studentským kolegou z MIT a čekat na rozhodnutí fondu o financování. „Z dvaceti projektů vybrali tenkrát čtyři a náš byl mezi nimi. Začali jsme tedy s MIT spolupracovat na optimalizační metodě navržené speciálně pro kvantové počítače, která je součástí výpočetního algoritmu pro zkoumání vlastností materiálů.“ Díky grantu se mohla Miháliková třikrát podívat přímo na institut, který je podle ní velmi inspirujícím místem a kde může člověk osobně potkat světové špičky svého oboru. Grant, který umožňuje výměnu mezi MIT a českými výzkumnými institucemi, je zaměřený na výzkumy, které mají potenciál pokračovat i po skončení financování, a to se Mihálikové povedlo. Na vývoji optimalizační metody s kolegou stále pracuje.
Do srdce atomového výzkumu
Mezitím se jí podařilo navázat další významnou zahraniční spolupráci. Na přelomu loňského a letošního roku náhodou narazila na výzvu Národní laboratoře v Los Alamos, která organizuje řadu letních škol pro studenty z celého světa. „Sdílel ji jeden z vědců, jehož sleduji na LinkedInu díky online letní škole, kterou jsem před tím absolvovala. Zaujalo mě to a začala jsem vyplňovat přihlášku. Když jsem ale došla k tomu, že musím napsat motivační dopis, což opravdu nemám ráda, nechala jsem toho,“ vzpomíná s úsměvem. Když se jí ale před uzávěrkou přihlášek ozvali organizátoři, jestli svou přihlášku nechce dopracovat, udělala to. Nakonec patřila mezi 21 účastníků školy, které vybrali z 675 přihlášených do programu Quanutm Computing Summer School Fellowship.
Laboratoře v Los Alamos jsou známé jako jedno z hlavních míst, kde byla vyvinuta a zkonstruována první atomová bomba, v současnosti to je jedno z center výzkumu, které produkuje na 600 vědeckých článků ročně. Každé léto pak pořádá řadu letních škol pro několik tisíc studentů z celého světa. „Vlastně stačí podívat se na stránky laboratoře, kde je velká nabídka letních škol z různých oborů a vyplnit přihlášku,“ upozorňuje doktorandka, že takto jednoduchá záležitost může otevřít i dalším studentům dveře do prestižní instituce.
Ona sama byla v Los Alamos letos v létě na desetitýdenním pobytu na programu zaměřeném na kvantové počítaní. „Kromě absolvování přednášek světových odborníků jsem v prvním týdnu s přidělenými mentory promýšlela projekt, který jsme pak zbytek mého pobytu řešili. Navíc v práci pokračujeme a doufám, že i z této spolupráce budeme mít vědeckou publikaci.“
