Neues Zentrum für Quantentechnologien in Saarbrücken
Führungsteam des QuTe bringt Physik, Mathematik und Informatik zusammen, um Grundlagenforschung mit Anwendungen zu verknüpfen.
Die saarländische Landesregierung hatte im vergangenen Juni angekündigt, den Aufbau eines Zentrums für Quantentechnologien (QuTe) an der Universität des Saarlandes mit über 53 Millionen Euro zu fördern. Dieses hat am 31. März offiziell seine Arbeit aufgenommen. An der Festveranstaltung nehmen neben Minister Jakob von Weizsäcker und Universitätspräsident Ludger Santen auch Astrid Lambrecht, die Vorstandsvorsitzende des Forschungszentrum Jülich teil, das eng mit dem neuen Zentrum kooperiert.
Das Zentrum für Quantentechnologien will die Grundlagenforschung und praktische Anwendungen miteinander verbinden. Zum einen wird es um das Quantum Engineering und die Quantenoptik gehen. Hierbei ist das Ziel, ein Quanteninternet sowie Quantennetzwerke und Interfaces zu entwickeln. Darüber hinaus werden sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in einem zweiten Schwerpunkt der Quanteninformationstheorie, den Quantenalgorithmen sowie der Quanteninformatik und Software des Quantencomputing widmen.
Das QuTe ist in seinem Grundsatz interdisziplinär und hat ein breit gefasstes Verständnis von Quantentechnologien. Dafür wird eine Brücke zwischen Physik, Mathematik, Informatik und den Ingenieurwissenschaften geschlagen. Die bereits vorhandene Expertise von Lehrenden aus diesen vier Fachrichtungen der Universität des Saarlandes wird durch Neuberufungen erweitert. Diese können auf die langjährige Forschungsarbeiten an der Universität des Saarlandes im Bereich der Quantenoptik sowie der experimentellen und theoretischen Physik aufbauen. Diese Forschungsgruppen sind schon jetzt maßgeblich an der Entwicklung von Quantennetzwerken und einem zukünftigen „Quanteninternet“ beteiligt.
Quantencomputer für autonome Roboter
Teststrecke für das Quanteninternet
Kriterien für die Realisierung
Im Bereich Quantum Engineering ist das Ziel, die Grundlagenforschung der Physik mit der anwendungsorientierten Forschung im Bereich Systems Engineering zu verzahnen und so die Forschungsergebnisse in relevante Anwendungen zu bringen. Hierfür ist vorgesehen, zwei weitere Professuren in der experimentellen Quantenphysik sowie acht Professuren im Bereich Systems Engineering zu besetzen. Mit dem Forschungszentrum Jülich steht der Universität des Saarlandes zudem ein renommierter Partner zur Seite: Das Helmholtz-Zentrum wird auf dem Saarbrücker Universitätscampus eine Außenstelle im Bereich Quantum Engineering eröffnen, gemeinsame Professuren besetzen und seine international anerkannte Infrastruktur einbringen.
Im Endausbau wird das Zentrum für Quantentechnologien die gesamte Verwertungskette von der Grundlagenforschung bis zur Anwendung im Bereich Quantum Engineering abdecken. Es wird damit einer der wenigen Standorte sein, an denen Quantenphysik und Engineering als gleichberechtigte Partner unter einem Dach vereint sind. Hier werden zukünftig wichtige Beiträge zur Entwicklung von Technologien für Quantennetzwerke und der Hardware von Quantencomputern erwartet.
In dem zweiten Schwerpunkt zum Thema Quantencomputing forscht Frank Wilhelm-Mauch als Professor der Universität des Saarlandes gemeinsam mit dem Forschungszentrum Jülich („Jülicher Modell“). Er koordiniert große integrierte Verbünde und bildet die wichtige Schnittstelle zwischen Quantensoftware und -hardware ab. Der Bereich Theoretische Quantentechnologie und Quanteninformation wird an der Universität des Saarlandes bereits durch vier Professuren in der Physik, Informatik und Mathematik vertreten. Sie sollen im Fachbereich Informatik durch zwei Professuren für Quanteninformation sowie in der Mathematik durch eine weitere auf diesem Gebiet verstärkt werden. Gemeinsam mit einer geplanten Professur für Quantum Communication im Bereich Systems Engineering deckt das neue Zentrum somit perspektivisch das interdisziplinäre Gebiet der Quanteninformation in ungewöhnlicher Breite ab. Zudem wird eine Brückenprofessur mit dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) im Bereich Quantum Artificial Intelligence besetzt werden – auch hier nimmt das Saarland eine Vorreiterrolle ein.
Bereits jetzt leistet das Zentrum für Quantentechnologien – in enger Kooperation mit der international renommierten Informatik an der Universität des Saarlandes – einen wichtigen Beitrag, um die Lücke in der Forschung im Bereich Quantensoftware und Quantenalgorithmik zu schließen. Hier soll auch künftig Software für das Quantum Computing und für industrielle Anwendungen entwickelt werden, zum Beispiel durch hybride Algorithmen, die Methoden des klassischen High-Performance Computing mit denen des Quantencomputing vereinen. [UdS / dre]
