Risiko erwünscht: VolkswagenStiftung fördert Jülicher Projekt zu Quantensimulationen

In der Initiative „Pioniervorhaben – Explorationen des unbekannten Unbekannten“ fördert die VolkswagenStiftung 15 stark risikobehaftete Projekte mit 7,9 Millionen Euro, um große Durchbrüche in der Grundlagenforschung zu erzielen – oder ihre Ziele zu verfehlen. Beide Optionen sind integraler Bestandteil des Förderkonzepts.

Unter den auserwählten Pioniervorhaben ist auch eine vielversprechende Kooperation zwischen dem Forschungszentrum Jülich und der Universität Bonn. Gemeinsam wollen die Forschenden eine völlig neue Hardware-Mikrochip-Plattform auf der Basis von III/V Halbleitern entwickeln, die neuartige Quantensimulationen ermöglichen soll. Dr. Alexander Pawlis vom JARA-Institut Energy-efficient information technology (PGI-10) sowie Institut für Halbleiter-Nanoelektronik (PGI-9) leitet das Forschungsvorhaben von Seiten des Forschungszentrums Jülich. Prof. Dr. Martin Weitz und Dr. Frank Vewinger verantworten das Projekt für die Universität Bonn.

Schematische Darstellung (Form eines Dreiecks) einer Einheit der geplanten Mikro-Chip Plattform mit drei Photonenkondensaten (an den Ecken), die mittels Photonischer-Kristall-Wellenleiter (die Kanten des Dreiecks) gekoppelt und über die piezoelektrischen Kontaktstrukturen (goldene Streifen) kontrolliert elektrisch wechselwirken können. | Copyrights: Dr. Nils von den Driesch
Schematische Darstellung einer Einheit der geplanten Mikro-Chip Plattform mit drei Photonenkondensaten (an den Ecken), die mittels Photonischer-Kristall-Wellenleiter (die Kanten des Dreiecks) gekoppelt und über die piezoelektrischen Kontaktstrukturen (goldene Streifen) kontrolliert elektrisch wechselwirken können. | Copyrights: Dr. Nils von den Driesch

Diese Quantensimulationen könnten komplexe Phänomene der Physik, Chemie oder Biologie simulieren – zum Beispiel die photonische Simulation des Quanten-Hall-Effekts. Dabei wird Licht verwendet, um physikalische Eigenschaften zu simulieren, die in elektronischen Systemen nur unter extremen Bedingungen (niedrige Temperaturen, hohes Magnetfeld) beobachtet werden.

Bei ihrem Forschungsvorhaben nutzen die Forschenden die in der Mikrochip-Plattform vorkommenden Quanteneffekte, um die Simulationen nachhaltig, effizient und mit geringem Energieverbrauch durchzuführen.

Sollte das Forschungsvorhaben gelingen, wäre dies ein Durchbruch für die Grundlagenforschung von Quantensimulationen und würde ein breites Spektrum neuer Möglichkeiten eröffnen, die mit klassischen Systemen nicht oder nur unter großem Energie- und Rechenaufwand erreichbar sind.

Das Fördervolumen für das Forschungszentrum Jülich beträgt 250.000 Euro, die Universität Bonn wird mit 275.000 Euro unterstützt.

Weitere Informationen zur Initiative finden Sie in der Pressemitteilung der VolkswagenStiftung.

Ansprechperson

PD Dr. Alexander Pawlis

Leitung der Arbeitsgruppe Halbleiterepitaxie und Quantenoptik (PGI-9) Wissenschaftliche Leitung des Nanoclusters (PGI-10)

  • Peter Grünberg Institut (PGI)
  • JARA-Institut Energy-Efficient Information Technology (PGI-10)
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    Letzte Änderung: 12.07.2024