Die Baden-Württemberg Stiftung startet ein neues Programm für die Erforschung von Quantentechnologien. Zehn Kooperationsprojekte im Land haben im Jahr 2021 ihre Arbeit aufgenommen und werden mit insgesamt fünf Millionen Euro über drei Jahre gefördert. Die wissenschaftliche Vernetzung von Quantenforscherinnen und -forschern steht dabei im Mittelpunkt – Unterstützung gibt es vom Kompetenznetz Quantentechnologie Baden-Württemberg. Als Auftaktveranstaltung fand am 20. und 21. Januar ein erstes Netzwerktreffen im Wissenschaftszentrum Schloss Reisensburg der Universität Ulm statt.

Mit ihrem neuen Forschungsprogramm Quantentechnologien stärkt die Baden-Württemberg Stiftung gezielt exzellente Forschung in diesem Themenfeld im Land, unterstützt bestehende Forschergruppen und bringt deren Ergebnisse weiter in die Anwendung. Im Vordergrund steht dabei der Vernetzungsgedanke. Daher werden ausschließlich standortübergreifende Kooperationsprojekte finanziert. Aus insgesamt 32 Projektskizzen wurden zehn Projekte mit Beteiligung aus Freiburg, Heidelberg, Karlsruhe, Konstanz, Stuttgart und Ulm von einem Expertengremium ausgewählt. In enger Zusammenarbeit mit dem vom Land Baden-Württemberg geförderten Kompetenznetz Quantentechnologie Baden-Württemberg (QTBW) konnte nun nach pandemiebedingten Verzögerungen am 20. und 21. Januar ein erstes Netzwerktreffen im Wissenschaftszentrum Schloss Reisensburg der Universität Ulm stattfinden, bei dem sich auch über die geförderten Projekte hinaus Quantenforscherinnen und -forscher im Land vernetzten konnten. Auf diese Weise soll der gesamte Standort Baden-Württemberg auf dem Gebiet der Quantentechnologien gestärkt werden. Insgesamt nahmen 55 Personen vor Ort und digital an der Veranstaltung teil.

Technisches Potenzial besser ausschöpfen

Als Quantentechnologien bezeichnet man grundsätzlich alle Technologien, die auf Quanteneffekten beruhen oder diese nutzen. Quantentechnologien der ersten Generation wie Halbleitertechnologie, Magnetresonanztomographie und Lasertechnologie gehören heute selbstverständlich zum täglichen Leben. Quanteneffekte werden aber hier nur indirekt genutzt. Mit Quantentechnologien der zweiten Generation sollen und können Quanteneffekte wie Überlagerung, Verschränkung, Unschärferelation und Vielteilcheneffekte gezielt kontrolliert und genutzt werden – so wird das technische Potenzial vollständig ausgeschöpft. In diesem Bereich zeichnen sich nun erste konkrete Anwendungen ab und der Wettlauf um eine industrielle Umsetzung hat international begonnen.

Programmbeteiligung der Universität Ulm

Die Universität Ulm ist mit zwei geförderten Projekten an dem Quantentechnologie-Programm beteiligt. Im Projekt „Control and Dynamics of Interacting NV-Centers for Quantum Sensing” kooperiert die Gruppe um Professor Fedor Jelezko (Ulm) mit den beiden theoretischen Gruppen um Professor Joachim Ankerhold (Ulm) und Professor Daniel Braun (Tübingen). Die Forscher wollen neue Verfahren zur hochauflösenden Sensorik mittels Farbzentren in Diamant entwickeln. Die Kontrolle der Wechselwirkungen zwischen solchen Farbzentren, aber auch Techniken des maschinellen Lernens, sollen theoretisch erkundet und experimentell implementiert werden.

Ein weiteres Projekt verbindet die Gruppe um Professor Ankerhold (Ulm) mit den experimentellen Aktivitäten um Dr. Marc Scheffler (Stuttgart) und Dr. Ioan Popp (KIT) zum Thema „Quantum Electrodynamics in High Impedance Networks“. Dabei geht es um das Verständnis und die Realisierung ungewöhnlich starker Licht-Materie Wechselwirkung in supraleitenden Schaltkreisen. Mögliche Anwendungen finden sich im Bereich des Quanten-Computings und in der Quantenkommunikation.

Darüber hinaus stellt die Universität Ulm mit Professor Ankerhold den Sprecher des vom Land Baden-Württemberg geförderten Netzwerks QTBW.net, an dem sich sieben Universitäten sowie außeruniversitäre Forschungseinrichtungen im Land mit zusammen rund einhundert Forschenden im Bereich der Quantentechnologien beteiligen. Ziel ist es, ein lebendiges Ökosystem der Quantenwissenschaften zu entwickeln – beispielsweise durch den Austausch von Nachwuchsforschenden, die Durchführung von Workshops oder den Aufenthalt internationaler Gastwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler.

Text: Baden-Württemberg Stiftung / Uni Ulm

Zum Forschungsprogramm Quantentechnologien:
Quantentechnologie - Baden-Württemberg Stiftung (bwstiftung.de)

Stiftungsprofil:
Die Baden-Württemberg Stiftung setzt sich für ein lebendiges und lebenswertes Baden-Württemberg ein. Sie ebnet den Weg für Spitzenforschung, vielfältige Bildungsmaßnahmen und den verantwortungsbewussten Umgang mit unseren Mitmenschen. Die Baden-Württemberg Stiftung ist eine der großen operativen Stiftungen in Deutschland. Sie ist die einzige, die ausschließlich und überparteilich in die Zukunft Baden-Württembergs investiert – und damit in die Zukunft seiner Bürgerinnen und Bürger.