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Physiker und Informatiker eröffnen Graduiertenkolleg

01.06.2001 - (idw) Universität Dortmund

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat 1,3 Millionen DM für ein Graduiertenkolleg mit dem Titel 'Materialeigenschaften und Konzepte zur Quanteninformationsverarbeitung' zur Verfügung gestellt, das am 1. Oktober 2001 für zunächst drei Jahre an der Universität Dortmund seine Arbeit aufnehmen soll. Die Mittel dienen der Förderung von Projekten, an denen unter Anleitung von Wissenschaftlern aus den Fachbereichen Physik und Informatik zehn Doktoranden, zwei promovierte Wissenschaftler sowie weitere Gastwissenschaftler forschen sollen. Sprecherin des neuen Graduiertenkollegs ist die Festkörperphysikerin Prof. Dr. Ulrike Woggon.

Wie rechnen Quanten?

Computerchips werden in rasantem Tempo kleiner und schneller, aber diese Entwicklung hat Grenzen. Kleiner als ein Atom kann ein Elektronikbaustein nicht werden, und schon lange vorher werden die in der Mikrowelt auftretenden Quantenphänomene die Computeringenieure zu radikalem Umdenken zwingen. Auf der anderen Seite könnte die Quantenphysik aber auch neue Chancen für die Verarbeitung und Übertragung von Informationen bieten. Darauf wiesen theoretische Arbeiten schon seit den 80er Jahren hin.

Ein Quanten-Bit, die kleinste Einheit der Quanteninformation, kann sehr viel mehr Information speichern als ein übliches "klassisches" Bit, und bestimmte wichtige Grundaufgaben eines Computers, wie das Suchen einer Information in einer Datenbank, kann ein Quantencomputer in viel weniger Schritten erledigen als sein klassisches Pendant. Spätestens nachdem klar wurde, dass Quanteneffekte auch zum sicheren Verschlüsseln von Nachrichten (und zum Entschlüsseln der bis heute als sicher angesehenen Codes) verwendet werden können, begannen sich auch Regierungsorganisationen intensiv für das Forschungsfeld zu interessieren.

Wie sieht das Programm aus?

Noch hat aber niemand einen funktionierenden Quantencomputer gebaut, und es ist nicht klar, wie hoch die Hürden auf dem Weg zu diesem Ziel sein werden. Im neuen Graduiertenkolleg in Dortmund sollen deshalb die Möglichkeiten untersucht werden, Quanteninformationsverarbeitung in Festkörpern zu realisieren. Dazu werden die optischen und elektronischen Eigenschaften von Nanostrukturen aus Halbleitermaterialien erforscht und Experimente aus dem Bereich der kernmagnetischen Resonanz durchgeführt. Theoretische Physiker werden Modelle für die Prozesse analysieren, durch die Information verloren gehen kann, und Informatiker werden über Algorithmen zur Quanteninformationsverarbeitung nachdenken. Um die durch Stipendien geförderten Doktoranden rasch für ihre Forschungsarbeit zu befähigen, wird es ein spezielles Programm von Vorlesungen und Seminaren über dieses aufregende Gebiet geben, von dem natürlich auch die übrigen Studierenden der beteiligten Fachbereiche profitieren können.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Ulrike Woggon
Tel. (0231) 755 -3767
Email: woggon@fred.physik.uni-dortmund.de
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