Themen

Seit 2020 ist es das Ziel des Instituts Präzisionsinstrumente für Raumfahrtanwendungen auf Basis von Quantentechnologien zu entwickeln und in enger Zusammenarbeit mit der Industrie zur Prototypenreife zu bringen. Es schlägt damit eine Brücke zwischen Grundlagenforschung und Industrie.

Bestärkendes Lernen mit Quantenalgorithmen

Maschinen, sogenannte Agenten, können lernen, bestimmte Probleme zu lösen, indem sie verstärkt Aktionen durchführen, für welche sie früher bereits Belohnungen erhalten haben. Dies ist das Prinzip des bestärkenden Lernens.

Quantensimulation für Energiespeicher

Im Projekt QuEST untersuchen wir zusammen mit dem DLR Institut für Technische Thermodynamik und dem Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik den Einsatz von Quantencomputern zur Erforschung von Energiespeicher und -wandler mit Hilfe innovativer SimulationsTechniken

Beugung von atomaren Materiewellen durch 2D- Membranen

Beugungsphänomene sind von zentraler Bedeutung für die Charakterisierung und Analyse von Materialien. So sind die Röntgenstrukturanalyse, Neutronen- und Elektronenbeugung vielgenutzte Standardverfahren in Industrie und Wissenschaft. Das Ziel des Projekts ist es, erstmals die Beugung von atomaren Materiewellen durch kristalline 2D-Membranen, wie zum Beispiel Graphen, zu realisieren und damit ein neues Forschungsfeld zu eröffnen. Solche Messungen wurden bisher nur mit subatomaren Teilchen durchgeführt.

Wenig- und Vielteilchenphysik mit Quantenwellen

Die Wellennatur der Quantenmaterie, wie Atome, Elektronen und Photonen, bildet das Schlüsselelement für die Konstruktion von Quantensensoren und neuartigen Lichtquellen. Das Projekt „QWaves“ dient dem Erlangen eines tieferen Verständnisses der zugrunde liegenden Prozesse in diesen Systemen und legt somit das Fundament für die Entwicklung neuer Quantentechnologien. Für die Realisierung zukünftiger Prototypen fokussieren wir uns auf folgende Kernsysteme: Wenigteilchensysteme, Vielteilchensysteme und geladene Materiewellen

Schnittstelle Quanten und Gravitation

Phänomene, bei denen sowohl die Quantenmechanik als auch die Gravitation eine wichtige Rolle spielen, werden im Rahmen der folgenden Forschungslinien untersucht: Neuartige Atominterferometer für den Nachweis dunkler Materie, Gravitationsantennen und die Erdbeobachtung, Atomlinsen für Bose-Einstein-Kondensate und Mischungen ultrakalter Atome und relativistische Quanteninformation.

Quantenradar und die Erzeugung von Quantenmikrowellen

Licht oder Mikrowellen mit Verschränkungseigenschaften können genutzt werden, um die Sensitivität in der Beobachtung eines Objektes zu erhöhen. Wir erkunden zusammen mit dem DLR Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme die Möglichkeiten, diese Konzepte in einem Quantenradar einzusetzen.