QuantumFrontiers: Die Grenzen des Messbaren verschieben

Wie präzise können wir die Welt beobachten? Wie genau können wir Klimawandel, schwarze Löcher oder den Fluss der Zeit beobachten? Und wie können wir diese Grenze des Messbaren verschieben? Die Forschenden von QuantumFrontiers nutzen Quanteneffekte, um unsere globalen Wasserressourcen vom Weltraum aus zu überwachen, Gravitationswellen zu erforschen und die präzisesten Uhren der Welt zu entwickeln. Sie verbinden Nanotechnik und Quantenphysik für sensibelste Messungen und erweitern so unser grundlegendes Verständnis der Natur.

Können wir rauschfreie Einzelelektronen- oder Einzelphotonenquellen erzeugen und als hochgenaue Stromquellen und in der Quantenkryptographie einsetzen? Können wir präzise Mikroskopie auf der Nanoskala betreiben, die neue Erkenntnisse für eine Vielzahl wissenschaftlicher Disziplinen ermöglicht? Diese und viele weitere Fragen treiben QuantumFrontiers voran. Wir laden Sie ein, mehr über unsere Forschung zu erfahren. Wir erforschen Licht und Materie, erweitern die Grundlagen der Metrologie und bringen Anwendungen an der Quantengrenze im kleinsten und größten Maßstab voran.

Der Erfolg von QuantumFrontiers beruht auf der Exzellenz und der langjährigen Kooperation von Wissenschaftler*innen und Institutionen, die gemeinsam metrologische Kernthemen voranbringen. Die sechs Partnerinstitutionen sind die Leibniz Universität Hannover (LUH), die TU Braunschweig, die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (AEI), das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) und das Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM). Zusammen stehen sie für eine weltweit einmalige Kombination aus Expertise und Infrastruktur.

Verstärkt wird das Exzellenzcluster QuantumFrontiers durch strategische Netzwerke zwischen den Einrichtungen (QUANOMET, MIB, QUEST) sowie zahlreiche Partnerschaften mit in Deutschland und international tätigen Forschungsnetzwerken.

Dank unserer Topical Groups hat QuantumFrontiers eine Struktur, um dynamisch neue wissenschaftliche Kooperationen und Aktivitäten voranzutreiben und die grundlegenden Forschungsfragen weiterzuentwickeln. Wissenschaftler*innen verschiedener Karrierestufen leiten die Topical Groups. Das Forschungsprogramm von QuantumFrontiers wird von den verschiedenen Cluster-Mitgliedern im Science Board gemeinsam geleitet. Über das Cluster-Netzwerk hinaus bemühen sich die Forschenden von QuantumFrontiers, in den Austausch mit Gesellschaft zu kommen.

QuantumFrontiers hat das Ziel, die Grenzen des Wissens in den größten und kleinsten Dimensionen zu erweitern. Dabei wollen wir nicht nur in der Welt der Wissenschaft bleiben, sondern suchen den Kontakt und Austausch von Wissen und Technologie mit den verschiedenen Facetten der Gesellschaft. Unter dem Begriff „Sharing Science" initiiert QuantumFrontiers verschiedene Transferaktivitäten. Im Wissenstransfer umfasst unser Engagement etwa Aktivitäten, bei denen wir unsere Einrichtungen für Schüler*innen öffnen (foeXlab), MasterClasses für Schulklassen organisieren und einen Masterstudiengang für Quanteningenieurwesen anbieten. Unser effektivstes Mittel für Wissenstransfer sind eindeutig unsere Promovierenden und Postdocs, die, in der QuantumFrontiers International Research School (QFIRS) ausgebildet, ihre Forschung in Gesellschaft bringen.

„Sharing Science" umfasst für uns zudem die interdisziplinäre Zusammenarbeit, mit der wir Ideen und Lösungen für aktuelle gesellschaftliche Herausforderungen entwickeln. Beispielsweise, indem wir die Chancengleichheit und Vielfalt in den MINT-Fächern verbessern. Dafür kooperiert QuantumFrontiers' etwa mit dem Institut für Soziologie der LUH im Projekt „Abbau von geschlechts- und familienspezifischen Barrieren".

QuantumFrontiers‘ Technologietransfer startet mit dem Quantum Entrepreneurial Excellence Program (QuEEP). QuEEP ermöglicht den ersten Schritt aus dem Labor in Richtung Wirtschaft, indem Nachwuchswissenschaftler*innen bei der Unternehmensgründung unterstützt werden.

QuantumFrontiers Forschende engagieren sich zudem im Quantum Valley Lower Saxony (QVLS), bei dem Technologietransfer im Mittelpunkt steht. Sie unterstützen vor allem Initiativen wie den Bau eines 50-Qubit-Ionen-basierten Quantencomputers (QVLS-Q1), den High-Tech-Inkubator (QVLS-HTI) und die Clusters4Future Integration Labs (QVLS-iLabs). Mit diesen Vorhaben verbinden wir unsere Forschungsstärke mit industriellen Bedarfen.