Offene Quantensysteme nutzbar machen • pro-physik.de

Das OSCAR-Forscherteam bricht mit einem in der Physik weit verbreiteten Paradigma: Quanteneffekte, die zu völlig neuen Eigenschaften führen können, treten nicht nur dann auf, wenn mikroskopische Systeme möglichst isoliert von ihrer Umgebung sind. Sie können vielmehr auch dann erzeugt und stabilisiert werden, wenn die Systeme an Reservoirs gekoppelt, also „offen“ sind. OSCARs neuartiges Konzept zur Kontrolle von Quantensystemen stellt damit einen grundlegend neuen Ansatz für Quantentechnologien dar.

„„In den letzten Jahren haben wir an Werkzeugen für Quantentechnologien gearbeitet, die es ermöglichen, offene Quantensysteme in Forschung und Entwicklung zuverlässig und reproduzierbar einzusetzen. In der kommenden Förderperiode stehen uns komplexere Herausforderungen bevor. „Wir werden weiterhin Grundlagenforschung betreiben, wollen aber den Weg in Richtung möglicher Anwendungen aufzeigen“, erklärt Physikprofessor Michael Fleischhauer, Sprecher des Transregio-Sonderforschungsbereichs an der RPTU.

Anwendungsgebiete des Forschungsteams sind unter anderem Energie- und Informationstransport sowie Nanomaschinen, die Impulse für eine effizientere Datenverarbeitung und -speicherung geben könnten. OSCAR bündelt die Forschungskompetenzen der RPTU, die das Programm leitet, und der Universität Bonn.

Der transregionale Sonderforschungsbereich „The Green Hub“ will die Rolle der Chloroplasten bei den komplexen Reaktionen von Pflanzen auf Temperatur- oder Lichtstress besser verstehen. Chloroplasten sind die Zellorganellen, in denen die Photosynthese stattfindet.

„„Aufgrund des rasanten Klimawandels müssen schnellstmöglich stresstolerante Nutzpflanzen gezüchtet werden“, erklärt Biologieprofessor Ekkehard Neuhaus, Standortsprecher des Green Hub. „Im zentralen Projekt, das an der RPTU angesiedelt ist, übertragen wir Erkenntnisse von Modellpflanzen, die das Potenzial haben, die Stresstoleranz zu verbessern, auf die Ölsaat Leindotter (Camelia sativa).“ Kamelien werden unter anderem in Nordamerika und Kanada neben Raps angebaut, um Pflanzenöle zu produzieren. Am Green Hub sind Forschungsgruppen der Ludwig-Maximilians-Universität München, die das Programm leitet, der Humboldt-Universität zu Berlin, der Universität Bielefeld und der RPTU beteiligt.

„„Die Verlängerung dieser beiden Verbundforschungsbereiche unterstreicht unsere exzellenten Forschungsleistungen sowohl in der Quantenphysik als auch in den Pflanzenwissenschaften“, sagt Werner R. Thiel, Vizepräsident für Forschung der RPTU in Kaiserslautern. „Ich gratuliere unseren beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern herzlich zu diesem Erfolg, der das Ergebnis jahrelanger bahnbrechender Arbeit darstellt.“

Die Forschungsinitiative des Landes hat entscheidende Impulse für den kontinuierlichen Ausbau der jeweiligen Forschungskompetenzen an der RPTU gegeben. Die beiden erweiterten Sonderforschungsbereiche sind in den zugehörigen Profilbereichen OPTIMAS (OSCAR) und BioComp (Green Hub) angesiedelt.

RPTU/DE