Technische Universität Wien
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Forschungsschwerpunkt Quantum Physics and Quantum Technologies

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. Was vor einigen Jahrzehnten noch akademische Grundlagenforschung war, ist heute die Basis ganzer Industriezweige. 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.

News

Montag, 2017-04-10

Quantenphysikalisch gekoppelte Diamanten

Das Team: Johannes Majer, Stefan Nevacsil, Noomi Peterschofsky, Thomas Astner, Andreas Angerer (v.l.n.r)

Atomare Fehler in Diamanten können als Quantenspeicher verwendet werden. An der TU Wien gelang es nun erstmals, Defekte unterschiedlicher Diamanten quantenphysikalisch zu koppeln. Mehr


Mittwoch, 2017-03-29

Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Trotz störenden Rauschens kann man mit speziellen Tricks Quanten-Bits miteinander koppeln.

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen. Mehr


Montag, 2017-02-13

Rekord bei Terahertzpuls-Erzeugung

Juraj Darmo, Dominic Bachmann, Karl Unterrainer

Einer Gruppe von Forschern der TU Wien und der ETH Zürich gelang es, ultrakurze Terahertz-Lichtpulse zu erzeugen. Diese nur wenige Pikosekunden langen Pulse sind hervorragend für spektroskopische Anwendungen geeignet und ermöglichen ultragenaue... Mehr


Donnerstag, 2017-01-26

Chirale Quantenoptik: Neues Forschungsfeld mit Potenzial

Gerichtete Abstrahlung von Licht: Überraschende Effekte entdeckt

Mit Hilfe spezieller mikroskopischer Lichtwellenleiter wurden in jüngster Zeit überraschende physikalische Effekte beobachtet. Diese "photonischen Strukturen" revolutionieren derzeit Optik und Photonik und haben das Forschungsfeld der "chiralen... Mehr


Freitag, 2016-12-09

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

Für den anderen Atomzustand bewegt sich Licht im Kreisverkehr gegen den Uhrzeigersinn

An der TU Wien gelang es, ein optisches Element auf der Nanoskala zu erzeugen, das den Fluss von Lichtteilchen am Kreuzungspunkt zweier Glasfasern wie ein Kreisverkehr regelt. Zur Kontrolle der Lichtwege wurde ein einzelnes Atom verwendet. Mehr


Mittwoch, 2016-11-30

Neuste Resultate vom Large Hadron Collider in Wien

Computersimulation einer Kollision zweier schwarzer Löcher

Am 1. und 2. Dezember 2016 findet in Wien das zwölfte Vienna Central European Seminar (VCES) über Teilchenphysik und Quantenfeldtheorie statt. Mehr


Dienstag, 2016-11-22

Neue Quantenzustände für bessere Quantenspeicher

Ein künstlicher Diamant unter dem optischen Mikroskop. Da der Diamant viele Stickstoff Fehlstellen enthält, fluoresziert er in roter Farbe.

Wie kann man Quanteninformation möglichst lange abspeichern? Einem Team der TU Wien gelingt bei der Entwicklung von Quantenspeichern ein wichtiger Schritt nach vorne. Mehr


Dienstag, 2016-11-15

Die Spitzen-Leistung der Elektronen

Laserpulse werden auf eine Metallspitze geschossen und lösen Elektronen heraus.

Scharfe Metallspitzen verwendet man, um Elektronen gezielt in eine Richtung zu senden. Ein Quanten-Effekt liefert nun eine neue Methode, die Elektronen-Emission extrem genau zu kontrollieren. Mehr


Freitag, 2016-11-11

Zwei Wege führen aus dem Helium-Atom

Ein Helium-Atom kann auf zwei verschiedene Arten ionisiert werden.

Ein Effekt, zwei verschiedene Wege: Im Fachjournal „Science“ präsentiert ein Forschungsteam mit Beteiligung der TU Wien, wie sich Quantenüberlagerungen im Helium-Atom auf extrem kurzen Zeitskalen aufbauen. Mehr


Montag, 2016-11-07

Den Quanten beim Springen zusehen

Ein kurzer Laserpuls ionisiert ein Helium-Atom und kann den Zustand des verbleibenden Elektrons verändern.

Die bisher genauste zeitliche Vermessung von Quantensprüngen gelang in einem Forschungsprojekt von TU Wien und Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching. Mehr


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