Forschende der ETH Zürich um Renato Renner und Andreas Wallraff vom Departement Physik haben mit einem Quantenexperiment erstmals perfekte, zertifizierbare Zufallszahlen erzeugt. Diese können unter anderem beim Verschlüsseln von Nachrichten eingesetzt werden.
Die ZHAW School of Engineering hat mit dem Quantum Lab eine neue Plattform lanciert, die institutsübergreifend an Quantenthemen arbeitet und die Forschung in diesem Bereich verstärken soll. Projektpartner sollen gemäss Mitteilung in der Quantenforschung künftig von der Expertise aus den einzelnen Instituten der ZHAW profitieren.
Die Natur kennt viele Rhythmen: Die Jahreszeiten ergeben sich durch die Bewegung der Erde um die Sonne, das Ticken einer Pendeluhr ergibt sich aus der Schwingung ihres Pendels. Diese Phänomene können durch sehr simple Gleichungen verstanden werden. Regelmässige Rhythmen können aber auch auf völlig andere Weise entstehen – quasi von selbst, ohne Taktgeber von aussen, durch das komplexe Zusammenspiel vieler Teilchen. Statt gleichmässiger Unordnung entsteht ein fester Takt – man spricht dann von einem "Zeitkristall".
Empa-Forschende des "Nanotech@surfaces"-Labors haben ein weiteres fundamentales theoretisches Modell aus der Quantenphysik experimentell nachgebaut, das auf den Physik-Nobelpreisträger Werner Heisenberg zurückgeht. Grundlage für das erfolgreiche Experiment bildete eine Art "Quanten-Lego" aus winzigen Kohlenstoff-Molekülen, sogenannten Nanographenen. Diese synthetische "bottom-up" Methode ermöglicht vielseitige experimentelle Forschung an Quantentechnologien, die diesen einst zum Durchbruch verhelfen könnte.
Ende Januar eröffnete die Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) ein neues Labor, das dem Kohlenstoff Quanteneffekte entlocken will. Dies könnte den Weg für nachhaltige Quantentechnologien bis hin zu Quantencomputern ebnen. Das Projekt wird von der Werner Siemens-Stiftung unterstützt.
Aus supraleitenden Schaltkreisen entstehen an der Technischen Universität (TU) Wien und am ISTA neuartige Quantensysteme, die viel besser kontrollier- und steuerbar sind als natürliche Quantensysteme, wie etwa Atome.
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.
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.
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.
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.
