Quantum Physics and Quantum Technologies

Was man vor Jahrzehnten noch für exotische Grundlagenforschung hielt, bestimmt heute die Technologie des Alltags. Quanteneffekte werden an der TU Wien nutzbar gemacht. Wer glaubt, dass sich der Forschungsschwerpunkt Quantum Physics and Quantum Technologies auf die Fakultät für Physik beschränkt, der irrt – Quanteneffekte spielen etwa in der Elektrotechnik oder in der Chemie eine genauso zentrale Rolle wie in der Physik.

Die Quantenwelt technisch nutzen 

Wie fest die Quantentechnologie heute bereits in unserem Alltag verwurzelt ist, wird uns oft kaum bewusst: Mikrochips steuern unsere elektronischen Geräte, Laserstrahlendienen zur Informationsübertragung, High-Tech- Sensoren machen unser Leben sicherer. Die moderne Elektrotechnik nutzt viele Aspekte der Quantentheorie. Mikroelektronische Bauteile werden mit Erkenntnissen der Quantenforschung weiterentwickelt. Neuartige Lichtquellen werden an der TU Wien hergestellt – etwa spezielle Laser im Terahertz-Bereich, der bisher technologisch kaum zugänglich war, oder Quanten-Kaskaden-Laser, die man für vielseitige Sensorsysteme einsetzen kann. Ultrakurze Laserpulse eröffnen ganz neue Möglichkeiten, die Welt der Atome und Moleküle zu untersuchen. Auch für die Chemie ist fundierte Quanten-Forschung heute unerlässlich – gerade im Bereich der Materialchemie gehen Quantenphysik und Chemie oft nahtlos ineinander über.

Von den Grundlagen zur Quanten-Technologie

Mit spektakulären wissenschaftlichen Erfolgen im Bereich der Quantenforschung sorgt die TU Wien immer wieder für internationales Aufsehen. Atom-Chips ermöglichen tiefere Einblicke in die Atomphysik. Ein besseres Verständnis von Quanten-Interferenz und Quanten-Dekohärenz öffnet die Türen zu möglichen neuen Anwendungen: Vielleicht werden Quanten-Informations-Technologie und Quanten-Computer eines Tages ebenso alltäglich sein wie Mikrochips und Laser. Ohne eine solide theoretische Basis ist eine Weiterentwicklung der Quantentechnologie nicht möglich. In der theoretischen und numerischen Quanten-Forschung reichen die Leistungen der TU Wien von der rechnerischen Analyse von experimentellen Ergebnissen über große quantentheoretische Computersimulationen, wie sie etwa in der Festkörperphysik längst unverzichtbar geworden sind, bis hin zu den fundamentalsten, abstraktesten Fragestellungen, die unsere moderne Naturwissenschaft zu bieten hat – etwa aus dem Bereich der Quantenfeldtheorie, der Stringtheorie oder der Quantengravitation.

So utopisch manches klingt, so trägt doch die Quantenphysik dazu dabei, ganz alltägliche Dinge - wie die chemischen oder physikalischen Eigenschaften verschiedener Stoffe - zu verstehen.

  1. Photonics 
  2. Quantum Metrology and Precision Measurements
  3. Quantum Modeling and Simulation
  4. Nanoelectronics
  5. Design and Engineering of Quantum Systems
  6. Quantum Many-body Systems Physics

Der Forschungsschwerpunkt Quantum Physics and Quantum Technologies ist wissenschaftlich höchst erfolgreich – das zeigt sich nicht nur in der Zahl der Publikationen (~190 pro Jahr), sondern auch an wichtigen Auszeichnungen, wie etwa an ERC Grants oder START-Preisen und hochdotierten SonderForschungsBereichs-Projekten, die vom Wissenschaftsfonds FWF vergeben werden.

Vorrangig zwei Fakultäten der TU Wien sind in diesem Forschungsschwerpunkt vertreten – Physik sowie Elektrotechnik und Informationstechnik, rund 30 Forschungsgruppen. Das im Zeitraum 2016-2018 eingeworbene Drittmittelvolumen für Forschungsprojekte in Quantum Physics and Quantum Technologies beträgt etwa 6,7 Mio. € pro Jahr (ca. 85 Projekte pro Jahr in Grundlagen- und angewandter Forschung).

Eine große Bedeutung hat in diesem Bereich auch das TUW Zentrum für Mikro- und Nanostrukturen (ZMNS), öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster – eine hochmoderne Einrichtung für die Herstellung von Halbleiterstrukturen bis hin zur Realisierung von Bauelementen.

Artikel zur Entwicklung der letzten Jahre, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Quantum Daten

Alle angegeben Daten und Informationen beziehen sich auf die Forschungsperiode 2016-2018.

Projekte

Quantum

Eine Liste aller Projekte im Forschungsschwerpunkt "Quantum Physics and Quantum Technologies" finden Sie in unserer Projektdatenbank, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster.  

Aktuelle Informationen zu Forschungsprojekten finden Sie auch unter den News.