Schwerpunkt Quantentechnologien

Neue Quantentechnologien versprechen Anwendungen mit nie dagewesener Geschwindigkeit, Präzision und Effizienz. Der Quantencomputer ist das wohl bekannteste Beispiel. Das Forschungszentrum Jülich ist ein Hotspot der Quantenforschung in Europa.

Quantenmaterialien

Quantenmaterialien wie Halb- oder Supraleiter, die bereits im letzten Jahrhundert entdeckt wurden, stecken bereits heute in Lasern, Smartphones und Solarzellen. Nun sollen mithilfe dieser Materialien weitere Technologien entwickelt werden, etwa Quantencomputer oder Quantensensoren. Dafür optimieren Jülicher Forscher:innen bestehende Materialien und entwickeln neue.

Quantencomputer

Mit Quantencomputern verbinden sich große Hoffnungen. Sie sollen künftig Aufgaben lösen, die für heutige Supercomputer zu komplex sind. Jülich deckt das gesamte Spektrum der Forschung ab – von der Suche nach geeigneten Quantenmaterialien über das Entwerfen von Schaltkreisen und passender Kryo-Elektronik bis hin zur Entwicklung von Prototypen und Anwendungen.

Simulation

Ein wichtiges Hilfsmittel auf dem Weg, Quantencomputer zu realisieren, sind Simulationen. Dabei werden Quantensysteme mithilfe spezieller Programme, sogenannter Emulatoren, auf Supercomputern oder in abgespeckter Form auch auf herkömmlichen Computern nachgeahmt.

Anwendungen

Die Quantentechnologien der sogenannten zweiten Generation stehen in den Startlöchern: Das sind vor allem Quantencomputer, Quantenkommunikation und Quantensensoren. Die Bandbreite möglicher Anwendungen ist riesig: Sie reicht von abhörsicherer Kommunikation über schnellere und bessere Krebsdiagnostik bis hin zur Suche nach neuen Materialien, Wirkstoffen und Erkenntnissen, etwa über die komplexen Zusammenhänge des Klimawandels. Das Forschungszentrum Jülich konzentriert sich auf Anwendungen für Quantencomputer.

Infrastrukturen

Für die Erforschung der Quantentechnologien sind Großgeräte und Großanlagen unerlässlich. Nur mit ihnen ist es möglich, die notwendigen Materialien und Systeme zu erforschen. In Jülich sind verschiedene Infrastrukturen beheimatet, die Nutzer:innen nicht nur den Zugriff auf Geräte und Anlagen zur Forschung ermöglichen, sondern auch auf das, was erforscht wird: zum Beispiel Quantencomputer.

JUQCA - Jülich Quantum Computing Alliance

JUQCA – kurz für Jülich Quantum Computing Alliance – bündelt die Jülicher Aktivitäten zu Entwicklung und Anwendung von Quantencomputing. Die Allianz unterstützt die beteiligten Institute in ihrer wissenschaftlichen Arbeit und ist Ansprechpartner für interne und externe Partner.

Expert:innen Quantenforschung

Am Forschungszentrum Jülich beschäftigen sich zahlreiche Wissenschaftler:innen mit verschiedenen Aspekten der Quantenforschung – eine Übersicht.

Kristel Michielsen

Die Physikerin Kristel Michielsen simuliert Quantenrechner auf Supercomputern.

Tommaso Calarco

Der Physiker Tommaso Calarco sucht nach Möglichkeiten, Quantenprozesse gezielt zu beeinflussen.

Frank Wilhelm-Mauch

Der Physiker Frank Wilhelm-Mauch entwickelt Quantencomputer mit supraleitenden Qubits.

Hendrik Bluhm

Der Physiker Hendrik Bluhm entwickelt Quantencomputer mit Halbleiter-Qubits.

David DiVincenzo

Der Physiker David DiVincenzo gilt als Vordenker für Quantencomputer.

Stefan Tautz

Der Physiker Stefan Tautz sucht nach Materialien für künftige Quantencomputer.

Rami Barends

Der Physiker Rami Barends möchte Quantencomputer alltagstauglich machen.

Quanten-Wissen

Die Quantenwelt funktioniert nach bizarren Regeln. Expert:innen nutzen merkwürdige Begriffe, um ihre Forschung zu beschreiben. Hier gibt es ein wenig Aufklärung.

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