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, 2016-10-10

Neue Schichtstruktur soll Nobelpreis-Ideen bestätigen

Ein Katzenfell und der Haarwirbel eines Menschenbabys: Topologisch unterschiedlich.

Die Ideen, für die der Physiknobelpreis 2016 vergeben wurde, sind im Experiment schwer zu überprüfen. Berechnungen der TU Wien weisen nun einen neuen Weg zur Realisierung von Duncan Haldanes „topologischer Phase“. Mehr


Montag, 2016-09-26

Leuchtender Zufall

Karl Unterrainer, Sebastian Schönhuber, Michael Krall und Stefan Rotter (v.l.n.r.)

Es galt als kaum erreichbares Ziel in der Laserforschung: Gebündeltes Licht im Terahertz-Bereich, das aus vielen verschiedenen Wellenlängen besteht. An der TU Wien gelang nun eine erste Umsetzung mit einem überraschenden Trick. Mehr


Dienstag, 2016-09-13

Ultrakurze Hochleistungs-Laserpulse

Optische Bank am Institut für Photonik (TU Wien)

An der TU Wien gelang es, ultrakurze Laserpulse zu komprimieren und ihre Leistung auf ein halbes Terawatt zu erhöhen – das entspricht der Leistung von hunderten Kernreaktoren. Mehr


Donnerstag, 2016-09-08

Das Wackeln der Nano-Antennen

Prof. Silvan Schmid

Prof. Silvan Schmid wurde mit einem ERC-Grant ausgezeichnet. Er arbeitet mit Antennen auf der Nano-Skala und koppelt mechanische Vibrationen mit elektronischen Anregungen und Licht. Mehr


Montag, 2016-08-29

Meteoriteneinschlag im Nano-Format

Nanostrukturen nach dem Ionenbeschuss: Der Pfeil zeigt die Richtung der Ionen an: Zunächst ensteht ein Graben mit Nanohillocks an beiden Seiten, ein besonders großer Hügel zeigt den Impakt-Punkt an, danach ist noch eine Erhebung entlang des Pfades zu sehen

Mit energiereichen Ionen lassen sich erstaunliche Nanostrukturen auf Kristalloberflächen erzeugen. Experimente und Berechnungen der TU Wien können diese Effekte nun erklären. Mehr


Montag, 2016-08-22

„Künstliches Atom“ in Graphen-Schicht

Die elektrisch geladene Spitze eines Rastertunnelmikroskops (oben) und ein zusätzliches Magnetfeld führen zu stabilen, lokalisierten Elektronenzuständen im Graphen.

Elektronen offenbaren ihre Quanteneigenschaften, wenn man sie in engen Bereichen gefangen hält. Ein Forschungsteam mit TU Wien-Beteiligung baut Elektronen-Gefängnisse in Graphen. Mehr


Dienstag, 2016-08-16

TU Wien entwickelt Chip für neuartige Wärmebildkamera

Pixel-Array für die Aufnahme von Wärmebildern, entwickelt an der TU Wien.

Ein Quanten-Chip, der Infrarotbilder aufnehmen kann – und zwar schneller und ohne aufwändige Kühlung: Eine Erfindung der TU Wien verspricht spannende Anwendungsmöglichkeiten. Mehr


Dienstag, 2016-07-26

Die Ausnahme und ihre Regeln

Ausnahmepunkte - Lösungen von Gleichungen in komplexen Räumen

Sogenannte "Ausnahmepunkte" sorgen für physikalische Effekte, die der Intuition zuwiderlaufen. Ein Team der TU Wien macht sich dies für die Entwicklung eines neuartigen Wellenleiters zunutze und präsentiert das Ergebnis im Fachjournal "Nature". Mehr


Montag, 2016-05-23

Spinströme: Riesengroß und ultraschnell

Ein Laserpuls trifft auf Nickel (grün). Elektronen, deren Spin nach oben zeigt (rot) wechseln in das Silizium (gelb). Aus dem Silizium wechseln Elektronen beider Spinrichtungen zurück in die Nickel-Schicht.

Mit einer neuen Methode der TU Wien lassen sich extrem starke Spinströme herstellen. Sie sind wichtig für die Spintronik, die unsere herkömmliche Elektronik ablösen könnte. Mehr


Freitag, 2016-05-20

Der Quanten-Strom im Graphen

Florian Libisch

Wenn der Strom in Portionen fließt: Berechnungen der TU Wien liefern Erkenntnisse über die Quanten-Eigenschaften des Kohlenstoff-Materials Graphen. Mehr


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