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

Dienstag, 2018-07-03

Wie man Schallwellen durchs Labyrinth lenkt

Durch dieses Röhrensystem werden die Schallwellen geleitet.

Eine Wellen-Manipulationstechnik der TU Wien wurde nun erstmal im Experiment getestet: Schallwellen lassen sich damit mühelos durch komplizierte Strukturen leiten. Mehr


Dienstag, 2018-05-29

Quanteninformation mit Schall übertragen

Mikrowellen beeinflussen die Quanten-Schalter in einem dünnen Diamantstäbchen, die dann durch Schwingungen (Phononen) miteinander gekoppelt werden.

Wie lässt sich Quanteninformation von einem Atom zum anderen übertragen? Ein Team der TU Wien und der Harvard University schlägt vor, Phononen zu verwenden – die Quanten des Schalls. Mehr


Dienstag, 2018-05-08

Ultra-kalte Atomwolken bringen bestehende Theorien ins Wanken

Marine Pigneur und Jörg Schmiedmayer

Experimente mit ultra-kalten Atomen brachten an der TU Wien unerwartete Ergebnisse: Atomwolken, die miteinander gekoppelt sind, synchronisieren ihre Schwingung in Millisekunden – mit bestehenden Theorien ist das nicht erklärbar. Mehr


Montag, 2018-02-26

Exotischer Materiezustand: Wie ins Atom noch mehr Atome passen

Das Elektron (blau) kreist um den Atomkern (rot) und schließt auf seiner Bahn zahlreiche Atome des Bose-Einstein-Kondensats (grün) ein.

Ein neuartiger Materiezustand wurde mit TU Wien-Beteiligung nachgewiesen: Ein Elektron umkreist seinen Atomkern in großem Abstand, innerhalb dieser Bahn werden viele weitere Atome gebunden. Mehr


Donnerstag, 2018-02-22

Quanten-Wiederkehr: Alles wird wieder wie früher

In der klassischen Physik kann man sich die Poincarésche Wiederkehr durch die Bewegung von Kugeln in einer Box vorstellen. Auch wenn diese mit einem geordneten Zustand beginnt, wird sich dieser Zustand irgendwann wiederholen.

Wenn man lange genug wartet, sehen komplizierte Systeme wieder so aus wie am Anfang. An der TU Wien konnte das nun erstmals in einem Vielteilchen-Quantensystem gezeigt werden. Mehr


Dienstag, 2018-02-13

Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Im nahezu perfekten Gitter gibt es Stellen an denen ein Kohlenstoffatom zwischen den benachbarten Atomen (weiß) fehlt und daneben ein Stickstoffatom (gelb) eingebaut ist.

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten. Mehr


Mittwoch, 2018-02-07

Ein Gummituch auf atomarer Skala

Untersuchungstechnik: Mit rotem Licht beleuchten, blaues Licht zurückbekommen

Dehnungen und Zerrungen können die Eigenschaften eines Materials drastisch verändern. An der TU Wien entwickelte man nun eine Methode, diese inneren Verbiegungen sichtbar zu machen. Mehr


Freitag, 2017-12-15

Nichtlineare Diamant-Effekte

Kryostat am Atominstitut der TU Wien

Nichtlineare Effekte in einem gekoppelten System aus Diamant-Defekten und elektromagnetischer Strahlung wurden an der TU Wien untersucht. Mehr


Montag, 2017-12-11

Große Formeln für kleine Teilchen

Prof. Andreas Grüneis

Was unberechenbar erschien, lässt sich heute doch berechnen – zumindest näherungsweise mit dem Computer. ERC-Grant-Gewinner Prof. Andreas Grüneis entwickelt Methoden für die Quanten-Vielteilchenphysik. Mehr


Donnerstag, 2017-10-05

Exner Lectures 2017 zu Ehren von Fabiola Gianotti und Chad A. Mirkin

Wilhelm-Exner-Medaille

Das Programm der diesjährigen Exner Lectures bietet wissenschaftlich aktuelle Themen - von hochkarätigen Expert_innen vorgetragen. Mehr


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