QUID-PRO: Kvantesikker distribution af information til brug for krypteringsprotokoller

Når private data bliver sendt eller lagret elektronisk, beskyttes de af kryptografiske algoritmer. Disse algoritmer virker som elektroniske låse og bruger nøgler til at beskytte data.  QUID-PRO-projektet vil udvikle kryptografiske algoritmer, der kan modstå både hackerangreb på nøgler og angreb på algoritmer fra fremtidens kvantecomputere. Forskningen vil øge krypteringssikkerheden nu og på sigt. Der skal ansættes to ph.d.-studerende og en postdoc i projektet.

Grænser af geometrier over de p-adiske tal

Det er et fundamentalt videnskabeligt problem at klassificere alle mulige geometrier af et givet objekt og udforske alle mulige overgange mellem dem. Ofte er geometrier modelleret over vores sædvanlige talsystem, de reelle tal.  Mit projekt vil i stedet fokusere på geometrier modelleret over de p-adiske tal, hvor p er et primtal og de anvendte tal er fra 0 til p−1. Disse er centrale i talteori, algebraisk geometri, repræsentationsteori. Bevillingen skal finansiere én ph.d.-studerende og én postdoc.

Hinsides eksakt optælling: Approksimation og symmetri

Dette projekt inden for teoretisk datalogi studerer hvilke ressourcer, der er nødvendige for at løse beregningsmæssige problemer. Fokus er på problemer, hvor man ønsker tilnærmelsesvist (også kaldet approksimativt) at tælle bestemte matematiske strukturer (fx antal løsninger på en Sudoku), og på problemer med iboende symmetrier (fx en matematisk funktion med flere led x² + y², hvor x og y umiddelbart kan byttes om). Bevillingen giver mulighed for at rekruttere to postdocs til at studere sådanne beregningsmæssige problemer.

Sprogmodellering med pixels 

Sprogteknologi har en stor og tiltagende indflydelse på vores oplevelser i det digitale liv, men modellerne fungerer bedst for sprog, hvor der er store mængder af træningsdata tilgængeligt. Dette projekt vil udvikle nye sprogmodeller, der kan behandle alle skrevne sprog ved at gengive dem som billeder af tekst: De pixel-baserede modeller udnytter visuelle ligheder mellem skriftsprog for at muliggøre moderne sprogteknologi for tusindvis af sprog. Denne bevilling vil finansiere to ph.d.-studerende, en postdoc og udstyr. 

Udforskning af det ukendte Univers ved hjælp af gravitationsbølger

Vores Univers er stadig, i det store hele, et mysterium, hvor 95% af Universets indhold er lavet af ukendt mørk energi og mørkt stof. Projektet udnytter de nyligt opdagede gravitationsbølger – krusninger i rum og tid produceret af ekstreme gravitationssystemer som kolliderende sorte huller – til at åbne unikke muligheder for at måle Universets udvidelse i ukendte områder, kortlægge det usynlige mørke stof og teste Einsteins tyngdekraft. Bevillingen finansierer ansøger, en postdoc og en ph.d.-studerende.

Transport af varme og bobler over komplekse faste overflader

Produktion af grøn hydrogen er et eksempel på gasproducerende elektrokemiske systemer, hvor ophobning af gasbobler på komplekse faste overflader, f.eks. fast skum, fører til alvorligt tab af effektivitet. Projektet har til formål at generere grundlæggende viden om opførslen af strømmen af bobler i fast skum og at udvikle modelleringsværktøjer, der er afgørende for design af sådanne systemer. Bevillingen vil give mulighed for rekruttering af én ph.d.-studerende, to postdocs og indkøb af udstyr.

Udforskning af det lokale miljøs indflydelse på produktionen af stjerner i starburst-galakser (ELLIPSIS)

ELLIPSIS vil studere de mest stjernedannende galakser i Universets historie. Disse ‘starburst’- galakser dannede stjerner ca. 10-100 gange hurtigere end Mælkevejen og dominerede stjernedannelsen under det kosmiske daggry. Disse galakser er svære for kosmologiske simuleringer at reproducere og deres rolle i galakseudviklingen er endnu ukendt. ELLIPSIS vil, ved at bestemme de fysiske parametre af disse galakser, besvare fundamentale spørgsmål omkring dannelsen af stjerner under det kosmiske daggry. Bevillingen vil dække en postdoc og to ph.d.- studerende. 

Observationelle effekter af små og store strukturer i Universet 

Den bedste model vi har for Universet forklarer kun hvad 5% af dets indhold er, og samtidig er modellens forudsigelser i stigende grad i uoverensstemmelse med observationer. Målet med projektet er at identificere i hvilket omfang strukturer – fra bittesmå partikler af mørkt stof til kæmpe galaksehobe – kan forklare uoverensstemmelserne samt øge vores forståelse af de ukendte 95% af universets indhold. Bevillingen dækker to ph.d.-studerende samt ansøgeren. 

Digital Optisk Neural Netværksprocessor (DONN)

Deep learning – den bedste tilgang til kunstig intelligens – nødvendiggør introduktionen af mere effektiv computerhardware. DONN-projektet vil udforske og udvikle en ny klasse af digital computerhardware, som forener det bedste af integreret fotonik og elektronik for at accelerere deep learning-applikationer med lysets hastighed og høj præcision. Bevillingen vil finansiere en ph.d.-studerende, en postdoc og udveksling med internationale samarbejdspartnere.

Udenjordiske kendetegn på is-meteoritters rolle i at gøre Jorden beboelig

Hvordan og hvornår fik vores unge Jord ingredienserne til at livet kunne opstå? Mit forskningsprojekt vil angribe dette spørgsmål ved at undersøge meteoritter og deres komponenters rolle som Solsystemets byggesten. Jeg vil se på livsnødvendigt vand og organisk materiale i meteoritter og bestemme disse molekylers oprindelse, transport og levering til stenplaneterne. Bevillingen vil give mig mulighed for at rekruttere en ph.d.-studerende og en postdoc samt indkøb af nyt udstyr.

Rekonstruktion af den evolutionære udvikling af det humane mikrobioms taksonomiske og metaboliske profiler ved brug af DNA udvundet fra tygget plantemateriale

Vi vil udvinde DNA fra fossile 'quids'—tyggede planter i lighed med nutidens snus—fundet på arkæologiske områder. Formålet er at rekonstruere den biologiske funktion, der var til stede i det orale mikrobiom hos mennesker, der tyggede quids. Vi vil identificere de tilstedeværende bakterielle arter, der udførte disse funktioner og undersøge, hvordan det orale mikrobioms taksonomi og metaboliske diversitet har udviklet sig i Amerika gennem de sidste 15,000 år. Bevillingen er til finansiering af en ph.d.-studerende, en postdoc og datagenerering.

Algebraiske kurver i informationsteori: en skat, der endnu ikke er opdaget

Fejlkorrigerende koder sikrer pålidelighed i f.eks. satellitkommunikation og cloudlagring. De er blevet konstrueret ud fra kendte algebraiske kurver siden 1980. Hvad hvis man i stedet for at bruge kendte kurver, udvikler teorien til at skabe de kurver, der ville give de bedste koder? Dette spørgsmål vil blive undersøgt af et tværfagligt team i to anvendelser: lokalt gendannende koder og maksimal rangdistance-koder. Bevillingen vil give mulighed for rekruttering af to postdocs og en ph.d.-studerende.

DORA: Biodiversitetsdynamikker i Antropocæn via genbesøg af historiske data

Robuste forudsigelser af fremtidens natur og mest effektive bevaringstiltag er afhængige af en bedre forståelse af, hvad der driver forandringer i biodiversitet – fra gener til arter, på tværs af økosystemer. Projektet rekonstruerer plantesamfund og genetisk diversitet over 100 år vha. historiske data, ”museum genomics” og genbesøg fra nye feltekspeditioner. Bevillingen vil finansiere to postdocs og skabe ny viden om de økologiske og evolutionære effekter af de menneskeskabte globale ændringer.

Effektiv udsendelse af enkelte fotoner fra nye on-chip enkeltfotonkilder

Indenfor kvantecomputing bliver kvantebits kodede på enkelte uskelnelige fotoner produceret af enkeltfotonkilder. Projektets mål er at udvikle en nøglekomponent til den optiske kvantecomputer - en højeffektiv enkeltfotonkilde - ved at løse fundamentale og teknologiske udfordringer. Kilden vil muliggøre effektiv produktion af højt uskelnelige enkelte fotoner koblet til en on-chip bølgeleder. Bevillingen finansierer en postdoc, driftsomkostninger og udstyr.

Bioinspireret adfærdsmæssig additiv fremstilling: Hvordan man lærer robotter at bygge ligesom naturen

Naturen har gennem millioner af år udviklet sofistikerede byggemetoder, hvor dyr har kunnet bygge særdeles bæredygtige strukturer med minimal brug af beregningsmæssige og materielle ressourcer. Med læring fra biologiske arter, der 3D-printer deres reder eller bo, vil dette projekt opdage adfærdsprincipperne bag naturens additive konstruktioner og etablere et nyt paradigme, hvor arkitekturrobotter selvstændigt designer og bygger materialeeffektive strukturer. Bevillingen finansierer to ph.d.-studerende, en postdoc og udstyr.

Effektiv energikonvertering i centersymmetriske oxider med defektinduceret symmetri-brud (SYMTEC)

Det er et grundlæggende princip at krystalstrukturen for materialer der besidder to vigtige energikonverteringsegenskaber: piezoelektricitet og pyroelektricitet, ikke må have centrosymmetri. SYMTEC vil udvikle nye energimaterialer og udforske effekten af ‘unaturlige’ krystalsymmetrier, hvor symmetrien bliver brudt af defekter. Projektet vil føre til ny grundlæggende indsigt og muligheder for udvikling af nye energiteknologier. Bevillingen vil dække modtageren, og to ph.d.-studerende.

Elektrosyntese af Nano-katalysatorer til produktion af vedvarende kemikalier (EleNa)

Elektrokemi er nøglen til at erstatte fossile brændstoffer med rene energikilder. I projektet anvendes grønne ioniske væsker til at syntetisere metalliske nanokatalysatorer til elektrokemisk fremstilling af vedvarende kemikalier. Vi ønsker at styre geometrien af de aktive positioner på katalysatorens aktive områder for selektivt at omdanne kuldioxid til flydende brændstoffer og oxidere biomasseforbindelser til værdifulde kemikalier. Bevillingen vil finansiere modtageren, to postdocs og en ph.d.-studerende.

Afkodning af mørkt stof - med stjernestrømme fra andre galakser end Mælkevejen

Stjernestrømme dannes når tidevandskræfter fra galakser river mindre stjernesystemer i stykker til tynde strukturer, der kredser om galakserne i flere milliarder af år. I dette projekt vil min gruppe udnytte de mange nye data om stjernestrømme fra andre galakser som astrofysiske værktøjer til at afkode hvad mørkt stof – som udgør mere end 80% af stoffet i Universet – er. Bevillingen vil fremme samarbejde mellem Danmark og USA og giver mulighed for rekruttering af to ph.d.-studerende.

Some-like-it-low: Mikrobiel H2 optag ved lave koncentrationer som forklaring på elektrotrofi

Elektrotrofer er mikroorganismer med en ektraordinær evne til at få energi fra stål og elektroder. Dette projekt vil arbejde mod at gennemskue mekanismen bag elektrotrofi ved at undersøge, hvorvidt lave koncentrationer af H2 fungerer som et mellemled i denne proces. Some-like-it-low vil skabe ny grundlæggende viden, som vil bidrage til udviklingen af mikrobielle elektrokemiske teknologier samt metoder til at bekæmpe mikrobiel korrosion. Dette projekt vil finansiere en ph.d.-studerende, en postdoc og et internationalt samarbejde.

Revolutionering af 3D multi-omics gennem avancerede prøveforberedelsesstrategier

Flercellede organismer, væv og organer defineres af et komplekst samspil mellem de individuelle celler som de består af, såvel som disse cellers placering i den tredimensionelle helhed. I dette projekt vil vi udvikle teknologier, der muliggør simultane analyser af både RNA og proteiner fra enkeltceller, samtidig med at information om deres oprindelige placering i helheden bevares. Bevillingen vil gøre det muligt at ansætte en forskningsassistent og en ph.d.-studerende.

Vekselvirkningen mellem planters temperatur og klimaforandringer i Arktis

I Arktis er der forstærket opvarmning og øgede hedebølger. Det er vigtigt at forstå, hvordan planter reagerer på disse hurtigt skiftende temperaturforhold, og hvordan det ændrer planters påvirkning af klimaet. Projekt kombinerer in-situ- og satellitobservationer, laboratorieeksperimenter og matematisk modellering for at belyse planters temperatursgrundlæggende indflydelse på flere planteprocesser og regionalt klima. Bevillingen finansierer forskningslederen, en ph.d.-studerende og to postdocs.

Fremstilling og udforskning af ukonventionelle superledere

Superledere har potentiale til fundamentalt at transformere energiindustrien. Anvendelser spænder fra effektive elnetværk til revolutionerende måleteknologier. Det, der holder eksperimentelle fysikere vågne om natten, er den stadigt voksende mangfoldighed af superledende materialer og deres unikke kvanteegenskaber. Bevillingen muliggør ansættelse af en postdoc og en ph.d.-studerende, som vil fremstille og udforske mikroskopiske hybrid-superledere vha. banebrydende nye kvante-måleteknologier.