Forschung

Österreichs Quantenwissenschaft startet durch

Exzellenzcluster Quantum Science Austria wird in Innsbruck offiziell eröffnet.

Am 30.11.2023 fiel in Innsbruck der offizielle Startschuss für den FWF-Exzellenzcluster für Quantenwissenschaften. Als Teil der Exzellenzinitiative bilden die Exzellenzcluster österreichische Leuchttürme der Grundlagenforschung. Quantum Science Austria (quantA) vereinigt über 60 Forschungsgruppen in Innsbruck, Wien, Linz und Klosterneuburg und soll Österreichs führende Position in den Quantenwissenschaften langfristig absichern.

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© Universität Innsbruck/Harald Ritsch


Turbo für das Quanteninternet

Erster Langstrecken-Quantenrepeater-Knoten für Telekommunikationsnetz realisiert.

Vor einem Vierteljahrhundert machten Innsbrucker Physiker den ersten Vorschlag, wie Quanteninformation mit Hilfe von Quantenrepeatern über große Distanzen übertragen werden kann, und legten damit den Grundstein für den Aufbau eines weltweiten Quanteninformationsnetzes. Nun hat eine neue Generation von Forschern an der Universität Innsbruck einen Quantenrepeater-Knoten für die Standardfrequenz von Telekommunikationsnetzen gebaut und damit Quanteninformation über Dutzende von Kilometern übertragen.

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Quantenrepeater© © Universität Innsbruck/Harald Ritsch

 


Uni Innsbruck an drei von fünf Exzellenzclustern beteiligt 

Neues österreichweites Quantenphysik-Zentrum mit internationaler Strahlkraft

Mit hochdotierten Exzellenzclustern schafft der Wissenschaftsfonds FWF österreichische Leuchttürme der Grundlagenforschung. Die Universität Innsbruck wird den Exzellenzcluster für Quantenwissenschaften koordinieren und ist an zwei Exzellenzclustern zu politischen, sozialen und kulturellen Entwicklungen Eurasiens und zu Materialien für Energiekonversion und Speicherung beteiligt. Die vom FWF bewilligten Exzellenzcluster sind jeweils mit bis zu 70 Millionen Euro über zehn Jahre hinweg dotiert und wurden heute in Wien präsentiert.

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mit-viel-schwung-an-die-arbeit© Universität Innsbruck


aqt-news© Harald Ritsch

AQT erreicht Quan­ten­vo­lu­men von 128

Das Inns­brucker Quan­ten-Startup AQT hat auf seinem 19-Zoll-Rack-Quan­ten­com­puter PINE System ein Quan­ten­volumen von 128 demon­striert. Das Quan­ten­volumen ist ein Wert, der die Fähig­keiten und Fehlerr­aten eines Quan­ten­com­puters angibt. Dieses Resul­tat stellt einen euro­päischen Rekord für den in Österreich entwickelten und gebauten, uni­ver­sellen Quan­tenc­om­puter dar.

diode© Mathias Scheurer

Supra­lei­tende Diode ohne Magnet­feld in Gra­phen-Sand­wich

Supraleiter sind der Schlüssel für verlustfreien Stromfluss. Die Realisierung supraleitender Dioden ist jedoch erst kürzlich ein Thema der Grundlagenforschung geworden. Forschenden unter Mitwirkung des theoretischen Physikers Mathias Scheurer ist es nun erstmals gelungen, einen besonders starken supraleitenden Dioden-Effekt ohne externes Magnetfeld in einem zweidimensionalen Supraleiter zu erzeugen. Sie berichten darüber in Nature Physics.


iqel-verschr-atome© Uni Innsbruck/Harald Ritsch

Ver­schränkte Atome im Inns­bru­cker Quan­ten­netz­werk

Gefan­gene Ionen wur­den bis­her nur über kurze Dis­tanz im Labor mit­ein­ander ver­schränkt. Nun haben die Teams um Tracy Northup und Ben Lanyon an der Univer­sität Inns­bruck zwei Ionen über eine Distanz von 230 Metern Luft­linie miteinan­der ver­schränkt. Das Experi­ment zeigt, dass Ionen eine viel­ver­sprechen­de Platt­form für Quanten­netz­werke sind, die sich in Zukunft über Städte und schließ­lich ganze Konti­nente er­strecken wer­den.

quantencomputer© Johannes Knünz/Harald Ritsch

Quan­ten­com­pu­ter lernt feh­ler­frei rech­nen

Damit Quantencomputer für die Praxis taugen, müssen Fehler erkannt und korrigiert werden. An der Universität Innsbruck hat nun ein Team von Experimentalphysikern erstmals ein universelles Set von Rechenoperationen auf fehlertoleranten Quantenbits umgesetzt und damit gezeigt, wie ein Algorithmus auf einem Quantencomputer programmiert werden kann, damit Fehler das Ergebnis nicht verfälschen.


Phy­si­ker brin­gen Licht ins Dun­kel© Mathieu Juan/University of Sherbrooke

Phy­si­ker brin­gen Licht ins Dun­kel

Innsbrucker Experimentalphysikern um Gerhard Kirchmair ist es zusammen mit Theoretischen Physikern aus Finnland erstmals gelungen, in supraleitenden Quantenbits geschützte Quantenzustände – sogenannte Dunkelzustände – zu kontrollieren. Die verschränkten Zustände sind 500-mal robuster und könnten zum Beispiel bei Quantensimulationen eingesetzt werden. Das Verfahren könnte auch auf anderen technologischen Plattformen Verwendung finden.

quantenuhr© Uni Innsbruck/Harald Ritsch

Mit Quan­ten­sen­so­ren noch ge­nau­er mes­sen

An der Universität Innsbruck haben Physiker um Peter Zoller und Thomas Monz den ersten programmierbaren Quantensensor entwickelt und im Labor getestet. Dazu haben sie eine Methode aus der Quanteninformationsverarbeitung auf ein Messproblem angewendet. Das innovative Verfahren eröffnet die Perspektive für Quantensensoren, deren Präzision bis dicht an die durch die Naturgesetze vorgegebene Grenze reicht.

 

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