Jungforscherin der Empa bringt Quanten-Moleküle zum Leuchten

Empa-Jungforscherin Eva Ammermann (Bild: Empa)

Die Empa-Forscherin Eve Ammerman will Quantentechnologien einen Schritt näher zur praktischen Anwendung bringen, indem sie Quanteneffekte mit Licht kombiniert. Damit sollen künftige quantenbasierte Geräte besser mit bestehenden Technologien kommunizieren. Ihr Forschungsvorhaben wird mit einem zweijährigen "Empa Young Scientist Fellowship" gefördert.

Empa baut fundamentales Quantenmodell exakt nach

Präzisionsarbeit: Mit besonderen Nanographen-Molekülen konnten die Forschenden ein theoretisches Modell aus der Quantenphysik exakt nachbauen. Bild: Empa

Quantentechnologien nutzen die ungewöhnlichen Eigenschaften der fundamentalen Bausteine der Materie. Sie versprechen Durchbrüche in der Kommunikation, der Rechenleistung, der Messtechnik und vieles mehr. Jedoch sind Quantenzustände fragil und deren Effekte schwer zu fassen. Entsprechend herausfordernd gestaltet sich die Forschung an realen Anwendungen. Empa-Forschenden und ihren Partnern ist nun ein Durchbruch gelungen: Sie konnten mit einer Art "Quanten-Lego" ein lange bekanntes theoretisches quantenphysikalisches Modell in einem synthetischen Material exakt nachbauen.

Quantensensor für die Welt der Atome gebaut

Taner Esat vom Forschungszentrum Jülich konzipierte den Sensor (Foto: fz-juelich.de, Sascha Kreklau)

Forscher des Forschungszentrums Jülich und des IBS Center for Quantum Nanoscience haben einen neuen Quantensensor durch Verwendung eines einzelnen Moleküls entwickelt, der winzige magnetische Felder auf atomarer Skala vermessen kann. Damit wird ein MRT-ähnliches Tool zur Untersuchung von Quantenmaterialien Realität.

Neutronen auf klassisch unerklärlichen Bahnen

Ein Neutronenstrahl (grün) wird in zwei Teile aufgespalten, die wieder vereint werden. Jedes Neutron bewegt sich auf beiden Pfaden gleichzeitig (Bild: TU Wien)

Seit Jahrzehnten wird über die Frage diskutiert, ob man das Verhalten von Quantenobjekten nicht vielleicht doch durch eine anschauliche Theorie beschreiben kann. 1985 wurde eine Möglichkeit vorgeschlagen, das zu messen – die sogenannte §Leggett-Garg-Ungleichung“. Jede Theorie, die ohne die merkwürdigen Überlagerungs-Zustände der Quantentheorie auskommt, muss dieser Ungleichung gehorchen. Die Quantentheorie hingegen verstösst gegen sie.

Quantenverschränkung trotzt auch der Schwerelosigkeit

In der Schwerelosigkeit (© novespace)

Dass Quantenverschränkung auch der Schwerelosigkeit trotzt, konnten jetzt Forscher der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der TU Wien bei einem Flug mit der Europäischen Weltraumagentur erfolgreich nachweisen. Ihr Quantensystem war so robust gebaut, dass selbst wechselnde Gravitation und Vibrationen währende des Fluges keine Auswirkungen auf die Quantenverschränkung hatten.

Empa: Quantentechnologie aus Kohlenstoff

Gemeinsam mit einem internationalen Team an Forschenden haben Empa-Wissenschaftler erfolgreich einzelne atomar präzise Nanobänder mit Elektroden versehen. Bild: Empa

Nanobänder aus Graphen haben aussergewöhnliche Eigenschaften, die sich präzise steuern lassen. Forschenden der Empa, der Universität Peking und der University of Warwick ist es erstmals gelungen, einzelne atomar genaue Nanobänder mit Elektroden zu versehen. Damit ebnen sie den Weg für eine genaue Charakterisierung der "Wunderbänder" und ihre mögliche Anwendung in der Quantentechnologie.

MIT-Forscher kreieren neue Quantenlichtquelle

Gleichmäßssge Grösse der Perowskit-Nanokristalle (Bilder: mit.edu)

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein Gerät als neue Quelle für Quantenlicht entwickelt. Es sendet einen Strom einzelner Photonen aus und könnte die Basis für optische Quantencomputer bilden. Mithilfe neuartiger Materialien, die als potenzielle neue Solar-Photovoltaik umfassend analysiert worden sind, zeigen die Wissenschaftler, dass Nanopartikel aus diesen Materialien einen Strom einzelner, identischer Photonen aussenden können. Die Ergebnisse sind in "Nature Photonics" erschienen.

Quanten-Infos jetzt per Schallwellen speichern

Schallwellen: im Einsatz für Quanteninformatik (Foto: pixabay.com, mtmmonline)

US-Forscher des California Institute of Technology (Caltech) haben eine neue Methode entwickelt, um elektrische Quantenzustände effizient in Schall zu übersetzen, was damit auch umgekehrt funktioniert. Diese Art der Übersetzung könnte die Speicherung von Quanteninformationen ermöglichen, die von künftigen Quantencomputern vorbereitet werden, die wohl aus elektrischen Schaltkreisen bestehen werden. Das Verfahren wurde kürzlich in "Nature Physics" vorgestellt.

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