JKU-Physiker holen EU-Förderungen für Quantenforschung

Das Institut für Halbleiter- und Festkörperphysik hat sich mit FWF-Projekten gleich zweifach erfolgreich um EU-Förderungen beworben.

Im Rahmen des von der EU mitfinanzierten Era-NET Projekts „QuantERA“ wird nun versucht, Quantenpunkte als Quellen einzelner Lichtteilchen  zu nutzen. Die JKU-Anträge sind 2 von 26 geförderten Projekten – eingereicht wurden 221 Projekte.

Das Institut für Halbleiterphysik ist damit an den zwei Projekten „CUSPIDOR“ und „HYPER-U-P-S“ dieses EU-weiten Projektnetzwerks beteiligt. Unterstützt werden die Projekte auch vom Wissenschaftsfonds FWF.

In beiden Projekten steht die Entwicklung von hocheffizienten Strahlungsquellen im Zentrum, bei denen die Emission auf der exaktest möglichen Skala, nämlich der einzelner Lichtteilchen (Photonen), kontrolliert werden kann. Solche Strahlungsquellen werden u.a. für die Implementierung von durch Dritte nicht abhörbarer Kommunikation (Stichwort Quantenkryptographie) benötigt.

Im Projekt „HYPER-U-P-S“ (Leitung  des Linzer Projektteils: Univ.-Prof Rinaldo Trotta) werden Quantenpunkte als Quellen von quantenmechanisch mehrfach verschränkten Photonen verwendet. Photonen in verschränkten Zuständen haben kein Pendant in der klassischen Physik, können also nur quantenmechanisch verstanden werden. Im Gegenzug heißt das aber, das mit solchen Photonen klassisch unmögliche Mechanismen, wie zum Beispiel „beamen“, realisiert werden können. Mehrfachverschränkungen erweitern diese Möglichkeiten und erlauben beispielsweise Quantenkommunikation mit stark verbesserter Effizienz. „HYPER-U-P-S“ ist ein Gemeinschaftsprojekt zwischen der JKU und Forschungseinrichtungen in Schweden, Deutschland, Dänemark und Tschechien.

Im Projekt „CUSPIDOR“ werden Einzelphotonenquellen entwickelt, die mit gängigen Methoden der Silizium-basierten Halbleiterindustrie kompatibel sind. Ziel ist es, quantenoptische Aufbauten, die gegenwärtig auf raumfüllenden Tischen realisiert werden, miniaturisiert in wenige Millimeter große Si-Chips zu integriert. Eine solche Integration ist eine notwendige Voraussetzung für die praktische Anwendbarkeit quantenoptischer Technologien ähnlich wie die Entwicklung integrierter Schaltkreise Voraussetzung für die "Digitale Revolution" war. Zusätzlich können Bauelemente und Konzepte der klassischen integrierten Optik mit jenen der Quantenoptik nahtlos zusammengeführt werden und schon bestehende optische Fasernetzwerke zur quantenoptischen Datenübertragung verwendet werden. CUSPIDOR ist eine Kollaboration zwischen der JKU und  Forschungseinrichtungen in Italien, Irland, Tschechien und  wird an  der JKU (Univ.-Prof. Thomas Fromherz) koordiniert.