Ein neues Forschungszentrum für Quantenoptik

Etwa hundert Jahre nach der Entdeckung der Quantennatur von Licht und Materie durch­läuft die Quanten­physik eine Art Revo­lu­tion: Neue Techniken, die vor allem auf der kontrol­lierten Wechsel­wirkung von Laser­strahlen mit Atomen beruhen, ermög­lichen es, einerseits den letzten Geheim­nissen der Natur auf die Spur zu kommen und anderer­seits in Experi­menten die Grund­lagen für neuartige Geräte wie den Quanten­computer zu schaffen. Dabei wollen Forscher zweier inter­national führender Einrich­tungen künftig im neuen Max Planck Harvard Research Center for Quantum Optics zusammen­arbeiten. „Die Harvard Univer­sity hat wie die Max-Planck-Gesell­schaft eine außer­ordent­lich starke Tradition auf dem Gebiet der Quanten­physik. Nachdem bahn­brechende Neue­rungen aus der ersten Gene­ra­tion dieser Forschung wie die Laser­techno­logie längst maß­geb­lich unseren Alltag prägen, ist das neue Max Planck Harvard Research Center for Quantum Optics genau das richtige Format, um in diesem zukunfts­träch­tigen Feld gemein­sam neue Impulse zu setzen“, sagte Max-Planck-Präsident Martin Strat­mann auf der Eröff­nungs­veran­stal­tung des Zentrums.

Quantenoptik ist heute ein multidisziplinäres Gebiet, das beispiels­weise Konzepte aus der Fest­körper­physik und der Quanten­feld­theorie vereint. Zum Teil verfolgen die Experten beider Insti­tu­tionen hier unter­schied­liche Schwer­punkte, die sich jetzt in dem neuen Zentrum ergänzen. Das Spektrum der im Max Planck Harvard Research Center for Quantum Optics behan­delten Themen reicht von Quanten­computern – auf der Basis von Quanten­netz­werken oder Quanten­simu­la­tion –, exo­tischen Quanten-Materie­phasen bis hin zu Quanten­mess­tech­niken und ultra­kalter Quanten­chemie.

„Bereits bestehende Kooperationen werden über das Center nun noch einmal inten­si­viert“, unter­streicht Gerhard Rempe vom MPI für Quanten­optik, Co-Direktor des MPHQ. „Das neue Max Planck Center bringt einige der welt­weit besten Gruppen in der Quanten­optik zusammen. Diese Bünde­lung der Kompe­tenzen wird es uns erlauben, einige der in unserem Feld besonders inte­res­santen Fragen anzu­gehen“, betont Immanuel Bloch, stell­ver­tre­tender Co-Direktor des MPHQ. „Indem wir ein einzig­artiges wissen­schaft­liches Netz­werk schaffen, wollen wir vor allem auch Nach­wuchs­wissen­schaftler fördern. Dazu haben wir in unserem Koope­ra­tions­ab­kommen Aus­tausch­pro­gramme und Fort­bildungs­maß­nahmen fest­ge­schrieben.“

Zu den bereits laufenden Kooperationen gehört ein Projekt zum Verhalten von Quanten-Viel­teilchen­systemen. „Dabei kombi­nieren wir Techniken, die zum einen im Bereich der Quanten­infor­ma­tions­theorie, zum anderen auf dem Gebiet der Physik der konden­sierten Materie ent­wickelt wurden. So können wir uns erst­mals an bislang unlös­bare Probleme heran­wagen“, sagt Ignacio Cirac vom MPI für Quanten­optik. Auch Nobel­preis­träger Theodor Hänsch vom MPI für Quanten­optik begeistert sich für die neue Form der Koope­ra­tion: „Das MPHQ erzeugt Synergie zwischen den Forschungs­gruppen der beiden Stand­orte, da sich deren Exper­tise und Infra­struktur ergänzen. Meine Gruppe trägt zum Beispiel mit neuen Methoden der Laser­spektro­skopie von Atomen und Mole­külen bei.“

Das nunmehr zweite Max Planck Center mit der Harvard Univer­sity ist zunächst auf sechs Jahre ange­legt. Mit dem Max Planck Harvard Research Center for Quantum Optics gibt es jetzt 18 Max Planck Center welt­weit.

MPQ / RK