Wie teilen sich Quantenteilchen Information? An der TU Wien konnte man eine merkwürdige Vermutung über Quanteninformation experimentell bestätigen. Manche Dinge hängen miteinander zusammen, andere nicht. Wenn man aus einer Menschenmenge willkürlich eine Person auswählt, die deutlich größer ist als der Durchschnitt, dann ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass sie auch mehr wiegt als der Durchschnitt. Die eine Größe enthält statistisch gesehen auch ein bisschen Information über die andere Größe. Noch stärkere Verknüpfungen zwischen verschiedenen Größen erlaubt die Quantenphysik: Verschiedene Teilchen oder…

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…

Forschende der ETH Zürich haben die bislang schwerste Schrödinger-​Katze hergestellt, indem sie ein Kristall in eine Überlagerung von zwei Schwingungszuständen versetzten. Ihre Ergebnisse könnten zu robusteren Quanten-​Bits führen und zu erklären helfen, warum wir im Alltag keine Quanten-​Überlagerungen beobachten. Man muss kein Quantenphysiker sein, um schon einmal von Schrödingers berühmter Katze gehört zu haben. Erwin Schrödinger erfand die Katze, die zugleich lebendig und tot sein kann, in einem Gedankenexperiment im Jahr 1935. Der offensichtliche Widerspruch – schliesslich sehen wir im…

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…

Mit nie dagewesener Präzision gelten Quantensensoren als Technologiesprung für die Biomedizin. Immer mehr Start-ups arbeiten daran, dieses Potenzial aus dem Forschungslabor in die medizinische Anwendung zu bringen. Doch ist es oft schwierig, die den Erfolg der Vermarktung für die einzelne Technologie vorherzusagen. Gemeinsam erarbeiteten Wissenschaftler*innen der Harvard Universität (USA) und der Technischen Universität Braunschweig daher eine Übersicht zu verschiedenen Quantensensoren und wie diese konkret Anwendung finden können. Den interdisziplinären und anwendungsorientierten Artikel veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift Nature Review Physics….

Forschungsgruppe zu Explosionsgefahren von Kältemitteln mit geringem Treibhauspotenzial. Die PTB stellt den Sprecher einer der 13 neuen Forschungsgruppen der Deutschen Forschungsgemeinschaft: Um die Sicherheit von treibhausgasarmen Kältemitteln der nächsten Generation fundiert bewerten zu können, entwickeln Wissenschaftler und Wisschenschaftlerinnen Modelle zur Vorhersage ihrer Entzündung und Flammenausbreitung. Der auch aufgrund der Klimaerwärmung zunehmende Bedarf an nachhaltiger Kühlung und Klimatisierung lässt die Nachfrage nach Kältemitteln weltweit steigen. Nach dem Verbot klimaschädlicher Fluorkohlenwasserstoffe (FCKW) und der schrittweisen Reduzierung ihrer noch immer schädlichen Ersatzstoffe, wollen…

Die chemische Zusammensetzung eines Sterns hat Einfluss auf die ultraviolette Strahlung, die er ins All abgibt – und damit auf die Bedingungen für die Entstehung von Leben in seiner Umgebung. Sterne, die vergleichsweise große Mengen schwerer Elemente enthalten, bieten ungünstigere Bedingungen für das Entstehen komplexen Lebens als metallarme Sterne. Zu diesem Ergebnis kommt eine internationale Gruppe von Forscherinnen und Forschern der Max-Planck-Institute für Sonnensystemforschung (Göttingen) und für Chemie (Mainz) sowie der Universität Göttingen. Das Team hat gezeigt, in welchem Zusammenhang…

HZDR-Forscherin entwickelt neues Material für Teilchenbeschleuniger. Jana Schaber vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) hat eine neuartige Photokathode untersucht, mit der die Hochleistungs-Strahlenquelle ELBE in Zukunft noch leistungsfähiger, energieeffizienter und nachhaltiger betrieben werden könnte. Sie hat herausgefunden, dass sich die Bauelemente im Labor einfach herstellen lassen, dass aber typische Verunreinigungen im Material die Qualität der Photokathode noch herabsetzen. Da sie den dahinterstehenden Prozess ebenfalls entschlüsselt hat, ist nun der Weg für weitere Verbesserungen frei, sodass in Zukunft vielleicht alle Teilchenbeschleuniger von den…

Oft ist die einfachste Erklärung die Beste – das gilt auch für die Wissenschaft. So zeigten Forschende von TU Wien und der Toho Universität kürzlich, dass sich eine vermeintliche Quantenspinflüssigkeit mit konventioneller Physik beschreiben lässt. Zwei Jahrzehnte lang glaubte man, in einem synthetisch hergestellten Material eine mögliche Quantenspinflüssigkeit gefunden zu haben. Diese würde – so die Annahme – auch auf makroskopischer Ebene nicht den Gesetzen der klassischen Physik folgen, sondern denen der Quantenwelt. Die Hoffnung in diese Materialien ist groß:…

… in Chipgröße für die Quanten-Cloud. Neuentwicklung ist skalierbar für den Einsatz in photonischen Quantencomputern geeignet. Ein internationales Team von Forschenden der Leibniz Universität Hannover, der Universität Twente (Niederlande) und des Startup-Unternehmens QuiX Quantum haben erstmals eine vollständig auf einem Chip integrierte verschränkte Quantenlichtquelle präsentiert. „Es ist uns gelungen, die Größe der Lichtquelle um einen Faktor von mehr als 1.000 zu verkleinern, was Reproduzierbarkeit, verbesserte Stabilität der Lichtquelle und Skalierbarkeit erlaubt. Diese Charakteristiken ermöglichen den Einsatz der Quellen in praktischen…

„Flora Incognita“, Deutschlands beliebteste Pflanzenbestimmungs-App, hat neue Künstliche Intelligenz erhalten – die Anzahl der bestimmbaren Pflanzenarten hat sich dadurch verdreifacht: Weltweit können nun rund 16.000 Arten bestimmt werden. Zudem funktioniert die App, die jetzt in 20 Sprachen verfügbar ist, nun auch im Offline-Modus und in ihrem digitalen Bildungsangebot gibt es eine Vielzahl an neuen Informationen, etwa verbesserte Verbreitungskarten vieler Arten. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität Ilmenau und des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie Jena statteten Flora Incognita mit einer verbesserten technologischen…

Feststoffe lassen sich durch Erwärmen schmelzen, doch in der Quantenwelt kann es auch umgekehrt sein: Ein Innsbrucker Team von Experimentalphysikern um Francesca Ferlaino zeigt gemeinsam mit Physikern um den Theoretiker Thomas Pohl in der Fachzeitschrift Nature Communications, wie eine Quantenflüssigkeit durch Erwärmen suprafeste Strukturen ausbildet. Die Wissenschaftler:innen fanden ein erstes Phasendiagramm für einen Suprafestkörper bei Temperaturen über dem absoluten Nullpunkt. Suprafestkörper sind ein relativ neues und aufregendes Forschungsgebiet. Sie zeigen gleichzeitig sowohl feste als auch supraflüssige Eigenschaften. 2019 konnten drei…

Der Fluss der Materie, von makroskopischen Wasserströmen bis hin zum mikroskopischen Fluss elektrischer Ladung, bildet die Grundlage für einen Großteil der Infrastruktur der modernen Zeit. Um einen nachhaltigen Fortschritt in Bezug auf Energieeffizienz, Datenspeicherkapazität und Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erreichen, suchen Wissenschaftler nach Möglichkeiten, den Fluss der Quantenaspekte der Materie zu kontrollieren, z. B. des “Spins” eines Elektrons – also des magnetischen Moments – oder seines “Valley-Zustands”, letzteres ein neuer Quantenaspekt der Materie, der in vielen zweidimensionalen Materialien eine entscheidende Rolle spielt….

Inline Process Solutions: Die Steuerung von Produktionsanlagen in der Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie erfolgt in der Regel erfahrungsbasiert, anhand von Prozessparametern wie Temperatur und Druck. Dabei liegen im Inneren weitere Kenngrößen verborgen, die präzisere Aussagen über die Effizienz und Nachhaltigkeit ihres Betriebs ebenso wie über die Qualität von Produkten liefern. Hier setzt das Gründungsvorhaben Inline Process Solutions (IPS) an. Die Messtechnik der fünf Kaiserslauterer Forschenden macht in Apparaten und Rohrleitungen hochauflösende Bilder des enthaltenen Stoff- bzw. Phasengemischs. Die zugehörige, auf…

Quantenforschung an der Weser: DFKI und Uni Bremen treiben quantenmaschinelles Lernen für robotische Anwendungen voran. Um in unbekannten oder sich verändernden Umgebungen selbstständig zu operieren, müssen Roboter in kürzester Zeit riesige Datenmengen verarbeiten. Wo klassische Computer an ihre Grenzen stoßen, könnten Quantencomputer die autonome Robotik revolutionieren. In drei vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Projekten arbeiten das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) und die Universität Bremen daran, quantenunterstützte maschinelle Lernverfahren für robotische Anwendungen nutzbar zu machen. Damit…