Informationstechnologie

Erster Langstrecken-Quantenrepeater-Knoten für Telekommunikationsnetz realisiert. Vor einem Vierteljahrhundert machten Innsbrucker Physiker den ersten Vorschlag, wie Quanteninformation mit Hilfe von Quantenrepeatern über große Distanzen übertragen werden kann, und legten damit den Grundstein für den Aufbau eines weltweiten Quanteninformationsnetzes. Nun hat eine neue Generation von Forschern an der Universität Innsbruck einen Quantenrepeater-Knoten für die Standardfrequenz von Telekommunikationsnetzen gebaut und damit Quanteninformation über Dutzende von Kilometern übertragen. Quantennetzwerke verbinden Quantenprozessoren oder Quantensensoren miteinander. Dies ermöglicht absolut abhörsichere Kommunikation und leistungsstarke verteilte Sensornetzwerke. Dabei…

– ein Entwicklungsschritt in der Medizin. Seien Sie nicht überrascht, wenn Sie Pillen mit ungewöhnlichen Formen sehen. Sie sehen lustig aus, aber sie können Arzneimittel im Körper kontrolliert freisetzen. Mit einer Kombination aus fortschrittlichen Berechnungsmethoden und 3D-Druck werden Objekte hergestellt, die sich in Flüssigkeiten auf eine bestimmte Weise auflösen. Eine Gruppe von Informatikern des Max-Planck-Instituts für Informatik in Saarbrücken und der University of California in Davis hat ein Verfahren entwickelt, bei dem allein die Form des Objekts für eine zeitgesteuerte…

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT entwickeln die Technik für Quantennetzwerke der Zukunft. Gefördert vom Land NRW, wird hier die Hardware eines Netzwerkknotens installiert, wie er auch beim Quanteninternetdemonstrator des QuTech in Delft zum Einsatz kommt. Die Hardware dient zunächst als Test- und Entwicklungsplattform. Damit wollen die Wissenschaftler*innen mit Partnern aus Industrie und Forschung vor Ort in Aachen neue Komponenten für die Vernetzung von Quantencomputern entwickeln. Zukünftig soll der Knoten in ein europäisches Quantennetzwerk eingebunden werden. Erste Ergebnisse werden auf…

… ermöglicht schnelle und zuverlässige Abbildung von Proteinen in Zellen. Dortmunder Max-Planck-Forschende haben eine Software entwickelt, die Proteine in der Kryo-Elektronentomographie genau erkennt, auswählt und so die mühsame händische Selektion ersetzt. Die Kryo-Elektronentomographie (Kryo-ET) entwickelt sich zu einer leistungsfähigen Technik zur Abbildung detaillierter 3D-Bilder von zellulären Umgebungen und eingeschlossenen Biomolekülen. Eine der Herausforderungen bei dieser Methode ist jedoch die Identifizierung von Proteinmolekülen in den Bildern für die anschließende Prozessierung am Computer. Ein Forscherteam um Stefan Raunser, Direktor am MPI für…

Wie lernt das Gehirn räumliche Informationen? Dieser Frage sind Neuroinformatiker mit einer Künstlichen Intelligenz auf der Spur. Forschende des Instituts für Neuroinformatik der Ruhr-Universität Bochum haben ein Computermodell konstruiert, das örtliche Informationen nach einem ähnlichen Muster lernt wie Nagetiere. Dabei werden einzelne Sequenzen von Nervenzellaktivitäten im Hippocampus nach bestimmten Prioritäten wiederholt abgespielt. Macht das die Künstliche Intelligenz genauso, lernt sie Rauminformationen schneller als bei zufälliger Wiederholung der Sequenzen. Nicolas Diekmann und Prof. Dr. Sen Cheng berichten in der in der…

Paderborner Wissenschaftler*innen veröffentlichen Ergebnisse in Fachmagazin. Mit der Entwicklung von Quantencomputern droht die klassische Kryptografie für die sichere Kommunikation obsolet zu werden. Die Quantenkryptografie hingegen nutzt die Gesetze der Quantenmechanik, um uneingeschränkte Sicherheit zu gewährleisten. Ein Beispiel ist die Quantenschlüsselverteilung, die es zwei Parteien ermöglicht, eine Nachricht durch einen zufälligen geheimen Schlüssel zu sichern. Dieser wird mithilfe von Quantenteilchen, in der Regel Photonen, erzeugt. Wissenschaftler*innen machen dafür zunehmend Gebrauch von einem Alphabet, das auf speziellen Eigenschaften der Lichtteilchen, also der…

Menschen nehmen ihre Umgebung dreidimensional wahr, und Sie können schnell einschätzen, ob Situationen im Alltag brenzlig werden können. Drohnen müssen das erst lernen. Die Intelligenz, die dafür nötig ist, nennt Professor Stefan Leutenegger räumliche künstliche Intelligenz, engl. Spatial AI. Zum Einsatz kommt der neue Ansatz künftig, um Wälder zu kartographieren, Schiffe zu inspizieren sowie Mauern zu bauen. Voraussetzung für räumliche künstliche Intelligenz ist die Orientierung im Raum sowie eine Karte aufzubauen. Über neuronale Netze kann das System lernen, Gegenstände im…

Im Kollektiv erfolgreich… Studie zeigt weiteren Weg zur Realisierung von programmierbarer aktiver Materie auf Die Miniaturisierung schreitet auf allen Gebieten voran und auch die Robotertechnik geht zu immer kleineren Einheiten über. Winzige Roboter könnten perspektivisch im medizinisch-pharmazeutischen Bereich beispielsweise Arzneistoffe an die Körperstellen transportieren, wo sie direkt gebraucht werden. Die Grundlagen für derartige Techniken werden auch in der Physik gelegt. So hat sich an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) die Statistische Physik mit einem neuen Ansatz befasst, bei dem ein…

Umkehrbare Computer-Gatter für die Faktorisierung großer Zahlen entwickelt. Große Zahlen lassen sich nur mit sehr viel Rechenarbeit in ihre Faktoren zerlegen. Physiker der Universität Innsbruck um Wolfgang Lechner liefern nun einen Bauplan für eine neue Art von Quantencomputer zum Lösen des Faktorisierungsproblems, das ein Eckpfeiler der modernen Kryptographie ist. Die Basis heutiger Computer sind Mikroprozessoren, die sogenannte Gatter ausführen. Ein Gatter kann zum Beispiel eine UND-Operation sein, also eine Operation die zwei Bits addiert. Diese Gatter und damit Computer als…

Maritimes Sicherheitslabor… Cyberattacken auf die Industrie und kritische Infrastrukturen nehmen weltweit zu. Auch Schiffe, die jedes Jahr Milliarden Tonnen Güter rund um den Globus transportieren, sind als Teil der globalen Lieferketten potenzielle Ziele – doch oftmals sind die IT-gestützten Bordsysteme nur schlecht gesichert. Um ein Bewusstsein für die Gefahren unzureichender Cybersicherheit auf See zu schaffen und Lösungen für die Abwehr von Cyberattacken zu entwickeln, baut die Forschungsgruppe »Maritime Cyber Security« am Fraunhofer FKIE zusammen mit dem Fraunhofer CML ein modulares…

Die zukünftigen hochautomatisierten und vernetzten Fahrzeuge benötigen leistungsstarke Computersysteme, die anspruchsvolle Berechnungen ausführen und riesige Datenmengen verarbeiten. Dafür entwickeln 30 Partner aus Industrie und Forschung im Projekt CeCaS geeignete Prozessoren, Schnittstellen und Systemarchitekturen. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist mit zwei Instituten an dem von Infineon koordinierten Projekt beteiligt. Das Bundesforschungsministerium fördert CeCaS innerhalb der Initiative MANNHEIM. Die nächsten Generationen von Fahrzeugen werden zunehmend automatisiert und vernetzt sein, um sich immer autonomer im Straßenverkehr zu bewegen und Fahrende schrittweise…

Wissenschaftler*innen der Universität Paderborn sind Teil des Projekts „Quantum Secure Networks Partnership“ (QSNP). Das gemeinsame Ziel von über 40 Partner*innen aus Wissenschaft und Industrie ist eine hochsichere Datenübertragung, die durch den Einsatz von Quantenkryptografie realisiert werden soll. Das Projekt, das für einen Zeitraum von dreieinhalb Jahren mit einem Budget von 25 Millionen Euro von der EU gefördert wird, ist am 1. März gestartet. Das Thema Datensicherheit gewinnt in unserer hochmodernen Gesellschaft zunehmend an Bedeutung. Digitale Kommunikation ist aus unserem privaten…

Mit größerer Materialauswahl zu leistungsstarker und kostengünstiger Hardware. Die digitale Welt boomt und ist längst im Alltag von Industrie und Gesellschaft angekommen. Neuere Entwicklungen wie das autonome Fahren, die Telemedizin, aber auch die private Nutzung benötigen jedoch immer höhere Raten, um große Datenmengen in Echtzeit zu übermitteln. Dabei helfen soll 6G: Ziel ist es, 1.000 GB/s zu übertragen und die Latenz im Vergleich zu 5G auf ein Zehntel zu verkürzen. In der aktuellen Entwicklungsphase forscht das Fraunhofer IZM zusammen mit…

Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI und STW (Sensor-Technik Wiedemann GmbH) stellt AS-Motor auf der diesjährigen demopark in Hörselberg bei Eisenach eine besondere Neuheit vor. Auf der Innovationsfläche des Messegeländes wird eine RC-Mäher-Flotte – bestehend aus drei AS 940 Sherpa 4WD RC – zu sehen sein, die vollautomatisch eine definierte Grünfläche bearbeitet. Auf der demopark präsentieren AS-Motor, das Fraunhofer IVI und die Sensor-Technik Wiedemann GmbH drei Profi-RC-Aufsitzmäher, die gemeinsam Grünflächen – auch auf unwegsamem Gelände – vollautomatisch…

Vertrauenswürdige IT-Systeme durch Kryptografie. Banking, Mails, Shopping: Immer mehr Daten werden online gesammelt, verarbeitet und gespeichert. Gleichzeitig steigen die Anforderungen, diese sicher zu verschlüsseln. Denn Quantencomputer könnten aktuelle Verschlüsselungen in Zukunft knacken. Gefragt sind Lösungen, die heute und auch zukünftig vertrauenswürdige IT-Systeme ermöglichen. Im Sonderforschungsbereich (SFB) „CROSSING“ (Cryptography-Based Security Solutions: Enabling Trust in New and Next Generation Computing Environments) arbeiten Wissenschaftler daran, Sicherheitslösungen auf Grundlage von Kryptografie zu entwickeln, die selbst leistungsfähigen Quantencomputern standhalten sollen. In dem Gemeinschaftsprojekt kooperiert die…

Neuer Weg zur Verschränkung hochdimensionaler Quantensysteme. Quantencomputer rechnen nicht mehr nur mit Null und Eins wie ihr klassisches Gegenstück, sondern unterstützen flexible höherdimensionale Informationskodierung. Physiker der Universität Innsbruck haben nun eine neue Methode demonstriert, um solche hochdimensionalen Informationsträger effizient und mit hoher Güte zu verschränken. Während wir aus dem täglichen Leben gewohnt sind mit den Ziffern Null bis Neun zu rechnen, arbeiten Computer für gewöhnlich nur mit binärer Information: Null und Eins. Die Zahl 9 stellt ein Computer als 1001…