Einblicke in die Quantenwelt

Mit der Quantum Future Academy möchte das BMBF Nachwuchskräfte für Quantentechnologien begeistern – ein Forschungsfeld, das von Computern bis hin zur Kommunikation Vieles revolutionieren könnte. Nun wird das Nachwuchsformat europaweit ausgerollt.

Zwei junge Forschende stellen die Laserstärke für ein Experiment ein.
Florian Burger (Technische Universität München) und Ekaterina Al Tavil (Université Grenoble Alpes) stellen die Laserstärke zur optischen Messung von Quantensensoren in Diamant ein.
  © Richard Gebauer

In der Quantenwelt geht es mitunter verrückt zu: Teilchen können Wände durchdringen, immer den gleichen Zustand wie ein „Partner“ am anderen Ende des Universums annehmen und „Katzen“ können gleichzeitig tot und lebendig sein – zumindest theoretisch, wenn die Tiere den Regeln der Quantenmechanik gehorchen würden. In diesen Quanteneffekten schlummert großes Potenzial für technologische Anwendungen – etwa die Quantenkommunikation, ultraschnelle Quantencomputer oder modernste bildgebende Verfahren. Die Bundesregierung fördert daher den Übergang der Quantentechnologien von der Grundlagenforschung bis hin zur Vermarktung mit 650 Millionen Euro in dieser Legislaturperiode. Doch damit Quantentechnologien in Deutschland und Europa zum Erfolg werden, braucht es vor allem eines: gut ausgebildete wissenschaftliche Nachwuchskräfte.

Um diese für das Zukunftsthema zu gewinnen, hat das Bundesforschungsministerium die „Quantum Future Academy“ gegründet. Dabei geht es neben Praxiserfahrungen in Workshops vor allem um Austausch und Vernetzung. Erstmalig hat das BMBF das Nachwuchsformat daher vom 24. bis zum 31. August 2019 gemeinsam mit dem französischen Ministerium für Hochschulen und Forschung (MESRI) sowie der deutsch-französischen Hochschule ausgerichtet.

Neue Partner für die Quantum Future Academy

„Hochspezialisierte Nachwuchskräfte werden die entscheidende Voraussetzung für den Erfolg der Quantentechnologien in Europa sein. Frankreich und Deutschland gehen hier gemeinsam voran“, sagte Herbert Zeisel bei der Abschlussveranstaltung der Akademie in Saclay bei Paris. Zeisel leitet im BMBF die Unterabteilung „Forschung für den Digitalen Wandel“. Gemeinsam mit Thomas Skordas, Leiter des Direktorats für „Digital Excellence and Science Infrastructure“ der Europäischen Kommission, und Joaquim Nassar, Leiter des Referats für „Internationale Kooperationen“ am französischen Forschungsministerium MESRI, sprach er über die Zukunft der europäischen Quantentechnologien. Alle waren sich einig, die Akademie im kommenden Jahr mit weiteren europäischen Partnern fortzusetzen. Das BMBF wird im Zuge der deutschen Ratspräsidentschaft zur Abschlussveranstaltung nach Berlin einladen.

Zwei junge Forschende richten Laser für ein Experiment aus.
Victor Millory (Grenoble INP Phelma) und Izel Gediz (Universität Stuttgart) justieren Farbstofflaser für ein Experiment zur resonanten Adressierung von Zinnfehlstellenzentren in Diamant.

  © Richard Gebauer

Ab 2020 können dann Studierende aus ganz Europa erleben, was für die deutschen und französischen Studierenden bereits in diesem Jahr ein Gewinn war: Sie erhielten exklusive Vor-Ort-Einblicke in die Praxis und berufliche Tätigkeitsfelder der Quantentechnologien. Das geschah zum einen an Forschungsstandorten der Gastgeber-Institutionen: der Universität Straßburg, dem Karlsruher Institut für Technologie, der Universität Saarbrücken und der Universität Paris-Saclay. Zum anderen stellten internationale Unternehmen wie IBM, Thales, BASF oder BMW ihre Strategien, ihre Arbeit und ihre Einrichtungen zu Quantentechnologien vor.

Praxiswoche: Quantencomputer live erleben

So konnten die Studierenden etwa in einem Praxisworkshop mit Vertretern von BMW und dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik über Quantencomputer und deren Potenzial diskutieren. Mit künftigen Quantencomputern könnten für klassische Rechner unlösbare Probleme aus der Logistik, Pharmazeutik oder der Materialwissenschaft in Sekunden berechnet werden. Die Studierenden konnten sogar den Betrieb experimenteller Quantenrechner-Systeme kennenlernen – ebenso wie die großen Herausforderungen, die damit verbunden sind.

Auch die Quantensensorik war ein Thema. Sie bietet künftig etwa für das Klimamonitoring die Möglichkeit, das Abschmelzen der Polkappen genau zu erfassen. Wie hoch die Anforderungen an die Steuerung von Quantensensoren mittels Laser sind, konnten die Studierenden im Labor erleben. In den verschiedenen Workshops konnten die jungen Talente zudem exklusive Kontakte in Forschung und Wirtschaft knüpfen – und so den Grundstein für ein eigenes berufliches Netzwerk legen.

Die Teilnehmer und Veranstalter der Quantum Future Academy 2019 bei der Abschlussveranstaltung an der Universität Paris-Saclay.
Die Teilnehmer und Veranstalter der Quantum Future Academy 2019 bei der Abschlussveranstaltung an der Universität Paris-Saclay. © Caroline Bleux