Die Erforschung superschneller Quantencomputer ist inzwischen weit vorangeschritten, doch noch ist es nicht möglich, die einzelnen Prozessoren zusammenzuschalten. Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung der Universität Stuttgart zeigte nun in der Fachzeitschrift Nature Materials einen Weg auf, um Quantencomputer mittels nanophotonischen Siliziumcarbid-Strukturen zu skalieren und so die Probleme zu lösen. Um verschiedene Prozessoren dynamisch zusammenzuschalten, sind die Quanteninformationsträger der Wahl typischerweise Photonen. Mit diesen lässt sich effizient Verschränkung erzeugen, also ein Teilchensystem, das als Ganzes einen bestimmten Zustand einnimmt, ohne dass…

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde (VdS) und des Hauses der Astronomie in Heidelberg – Neben den sommerlichen Perseiden sind die Geminiden einer der großen Meteorströme, die auch weniger versierten Beobachter*innen ein Sternschnuppen-Erlebnis bieten. Ihr Maximum mit bis zu 150 Sternschnuppen pro Stunde Mitte Dezember fällt in diesem Jahr mit dem zunehmenden Mond zusammen, der erst weit nach Mitternacht untergeht, so dass sich insbesondere die Morgenstunden zum Beobachten anbieten. Das Maximum der Geminiden fällt in die Nacht von Montag, den…

Forschungserkenntnisse sollen Wege zu neuen Anwendungen in der Quantentechnologie eröffnen. Wissenschaftlern der Universität Heidelberg ist es gelungen, nicht nur die Stärke, sondern auch die Natur der Wechselwirkung zwischen mikroskopischen Quanten-Magneten – den sogenannten Spins – gezielt zu verändern. Anstatt in einen Zustand vollständiger Unordnung zu verfallen, können die speziell präparierten Magnete ihre ursprüngliche Ausrichtung über einen langen Zeitraum aufrechterhalten. Damit haben die Heidelberger Physiker erfolgreich eine programmierbare Kontrolle der Wechselwirkung in isolierten Quantensystemen demonstriert. Die Kräfte zwischen Teilchen, Atomen, Molekülen…

Sieben erdgrosse Planeten umkreisen den Stern TRAPPIST-1 in nahezu perfekter Harmonie. Eine internationale Studie mit Beteiligung von Forschenden der Universität Bern, der Universität Genf und der Universität Zürich zeigt nun, dass diese Exoplaneten während ihrer Entstehung nicht von massiven Einschlägen und Kollisionen mit anderen Himmelskörpern betroffen waren. Der Stern TRAPPIST-1 ist etwa 40 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt, und er ist viel kleiner und kühler als unsere Sonne. Er wird umkreist von sieben etwa erdgrossen Planeten – die grösste Ansammlung…

Um die Patientensicherheit weiter zu erhöhen, kommt am Universitätsspital Zürich (USZ) neuerdings ein Ultraviolett-C-Desinfektionsroboter zum Einsatz. Er ist der erste seiner Art in einem Schweizer Spital und reinigt Patientenzimmer mit UV-C-Strahlen, die Erreger abtöten. Der Desinfektionsroboter «Hero21» kurvt zügig durch den Spitalgang. Sieht er sich mit einem Hindernis konfrontiert – zum Beispiel Mitarbeitende, die im Flur stehen – stoppt er und findet nach einigen Augenblicken eine Ausweichroute. Der Roboter ist eineinhalb Meter hoch, 55 cm breit und 70 cm tief….

Technologisch relevanter Auslesemechanismus für ultraschnelle und stabile magnetische Datenspeicher nachgewiesen. In der spinbasierten Elektronik, der Spintronik, stellt die Verwendung von Antiferromagneten als aktive Elemente einen neuen Ansatz dar, der ultraschnelle und stabile magnetische Speicherelemente verspricht. Diese Materialien ohne makroskopische Magnetisierung, aber mit alternierender Ausrichtung ihrer mikroskopischen magnetischen Momente, zeichnen sich durch ihre intrinsische Dynamik im Terahertz-Bereich (THz) aus und sie sind zudem unempfindlich gegenüber Magnetfeldern. Für einen technologisch relevanten Ausleseprozess in der Spintronik sind jedoch große Magnetowiderstandseffekte erforderlich. Das heißt…

Forschende vom Institut für Laserphysik der Universität Hamburg haben eine neue Technik für die Quantengasmikroskopie entwickelt, die nun auch die Abbildung dreidimensionaler Quantensysteme ermöglicht. Im Fachmagazin Nature berichten sie über die neue Methode, mit der sich gänzlich neue Bereiche erforschen lassen. In der Quantensimulation studieren Forschende ein kontrolliertes Quantensystem im Labor, um die Physik eines anderen, weniger kontrollierten Systems zu verstehen. Z.B. verwendet man ultrakalte Atome, die in Stehwellen aus Laserlicht gefangen sind, um die Physik der Elektronen im Festkörper…

Man muss eine Maschine nicht kaufen, um sie nutzen zu können: Die Digitalisierung macht neue Geschäftsmodelle möglich, die auf dem automatisierten Austausch von Daten basieren. Welche Bedingungen erfüllt sein müssen, damit diese Geschäftsmodelle wirtschaftlich und technisch umsetzbar sind, klären Fachleute aus Wissenschaft und Industrie im Großforschungsprojekt »X-Forge«. Die Digitalisierung hat nicht nur die Art und Weise verändert, wie produzierende Unternehmen ihre Ware herstellen. Auch die Geschäftsbeziehungen, die Unternehmen untereinander eingehen, haben sich im Zuge der vierten industriellen Revolution gewandelt. Aus…

Forschende haben in einem Halbleiter einen ungewöhnlichen Energieübergang erzeugt. Forschenden aus Basel und Bochum ist es gelungen, mit Laserlicht einen anscheinend unerreichbaren Energieübergang in einem künstlichen Atom zu erzeugen. Sie machten sich dabei den sogenannten strahlenden Auger-Prozess zunutze, den sie erstmals gezielt anregten. Dabei fällt ein Elektron von einem höheren auf ein niedrigeres Energieniveau und gibt dabei seine Energie teils in Form von Licht ab, teils überträgt es die Energie auf ein anderes Elektron. Bei den künstlichen Atomen handelt es…

Laien soll Programmierung von Robotern ermöglicht werden. Roboter werden zwar schon seit Jahrzehnten in der Produktion genutzt, aber vor allem in kleinen und mittleren Betrieben sind sie noch längst nicht selbstverständlicher Teil der Belegschaft. Das liegt zum einen an Sicherheitsfragen, zum anderen aber auch daran, dass immer noch Expert*innenwissen nötig ist, um Roboter zu programmieren. Das Kooperationsprojekt „Robotics Out Of The Box“ unter der Leitung der Forschungs-und Entwicklungs-Zentrum FH Kiel GmbH möchte dies ändern. Roboter sollen als Co-Worker wahrgenommen werden,…

Rittal ePocket: Die digitale Schaltplantasche für den Betrieb. Jeder, der einmal einen Blick in die Produktion geworfen hat, kennt dieses Bild: dicke Papierordner mit Maschinen- und Anlagendokumentation im Schaltschrank. Aus Sicht von Eplan und Rittal nicht mehr zeitgmäß, wenn die Daten digital und zentral nutzbar sind. Die Schwestergesellschaften präsentieren Rittal ePocket – die digitale Schaltplantasche. Der neue Platz in der Cloud schafft nicht nur umweltfreundlich das Papier ab. Der einfache Zugriff auf die stets aktuellen Daten verschafft Betreibern, Planern, Schaltanlagenbauern…

Zehn Jahre lang haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 30 Ländern den Umbau des ALICE-Detektors am Teilchenbeschleuniger CERN in Genf vorbereitet. Drei Jahre dauerte es, bis die Forschenden alle neuen Komponenten in den riesigen Detektor eingebaut hatten. Jetzt hat der neue ALICE-Detektor die ersten Daten geliefert. Das Forschungsziel: Die Erkundung eines extrem heißen und dichten Materiezustands, wie er im Universum Mikrosekunden nach dem Urknall vorherrschte – ein Quark-Gluon-Plasma. Die Daten zeigen, dass der Umbau, der unter anderem von Prof. Harald Appelshäuser…

Forscherteam entwickelt erstmals ein Lichtfeld, welches die Struktur des vierdimensionalen Raums widerspiegelt. Ein Team um WWU-Physikerin Prof. Dr. Cornelia Denz hat eine komplexe Lichtstruktur – Hopfion genannt – theoretisch vorhergesagt und sie anschließend experimentell realisiert und vermessen. Licht wird in modernen Anwendungen zu verschiedenen Zwecken eingesetzt. Daten lassen sich zum Beispiel mit Licht übertragen und nanoskopische Strukturen durch Licht erzeugen. Um solche Anwendungen zu ermöglichen, muss das Licht räumlich strukturiert werden. Dazu werden seine Eigenschaften – Intensität (Helligkeit), Phase (Position…

Eine Forschungsgruppe aus Wien hat Lichtteilchen maßgeschneidert, die sich besonders gut zur quantenphysikalischen Verschränkung eignen, und damit einen Durchbruch erzielt. Das Verfahren wurde patentiert und eröffnet neue Möglichkeiten für den Bau von Quantencomputern. Licht nimmt in optischen Quantencomputern jene Rolle ein, die elektrischer Strom in konventionellen Computern spielt: Es transportiert Information zwischen Schaltkreisen. Doch während heutige Computer nur die Zustände „null“ und „eins“ kennen, lässt sich mit Licht auch eine Überlagerung der beiden Möglichkeiten darstellen. Quantencomputer können mit solchen Überlagerungszuständen…

UR-Wissenschaftler erforschen elektronische Schaltungen ohne Wärmeabgabe. Wenn man ein Smartphone in der Hand hält oder die Hand an die Rückseite eines Desktop-PCs legt kann man es spüren: Elektronische Berechnungen erzeugen zwangsläufig Wärme. Ein Wissenschaftlerteam um Professor Dr. Christoph Strunk und Dr. Nicola Paradiso vom Institut für experimentelle und angewandte Physik der Universität Regensburg forscht an Wegen, dies künftig zu ändern. Ihre Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift „Nature Nanotechnology“ veröffentlicht. Die Wärmeentwicklung bei elektronischen Berechnungen entsteht dadurch, dass beim Rechnen…

Bauteilschwingungen, die bei vielen Fertigungsverfahren entstehen, führen häufig dazu, dass die Oberfläche des Werkstücks beschädigt wird. Darüber hinaus sind sie ein Grund für erhöhten Werkzeugverschleiß. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen hat erstmals gemeinsam mit Industriepartnern einen digitalen Zwilling entwickelt, mit dem sich Bauteilschwingungen bei der Fräsbearbeitung vorhersagen lassen. Mithilfe des digitalen Zwillings können bereits während der Prozessplanung optimale Prozessparameter ausgewählt und für eine ressourcenschonendere und kosteneffizientere Produktion verwendet werden. Bei der Fräsbearbeitung entstehen durch den charakteristischen unterbrochenen Schnitt…