Programm - 2024 (Stand 18.06.2024)

Die Welt der Quanten ermöglicht viele technische Anwendungen, die vom Laser bis zu künftigen Quanten-Computern reichen, die aktuell weltweit entwickelt werden. Während unsere heutigen Computer auf der Verarbeitung vieler Bits (mit den Werten 0 oder 1) beruhen, basieren Quantencomputer auf dem Zusammenspiel von sogenannten Quanten-Bits.

Eine wesentliche Hürde beim Verständnis der Quantenwelt und der darauf aufbauenden Quanten-Technologien war bisher der Mangel einer anschaulichen (aber dennoch exakten) bildlichen Darstellung. In seinem Vortrag demonstriert Prof. Dr. Steffen Glaser, wie mit Hilfe von "Quantenperlen" die Spielregeln der Quantenwelt "begreifbar" gemacht werden können. Die der Quanten-Technologie zugrunde liegenden erstaunlichen Effekte, wie die Verschränkung von Quanten-Bits, können damit veranschaulicht werden. Nach dem Vortrag besteht die Möglichkeit, das Quantenperlen-Spiel näher kennenzulernen. 

Automatisierung und Künstliche Intelligenz (KI) haben die Batterieforschung revolutioniert, indem sie Entdeckungen und Produktionsprozesse beschleunigen. In diesem Vortrag werfen wir einen Blick auf die Entwicklung von Hochdurchsatz-Experimenten, maschinellem Lernen und Material-Beschleunigungsplattformen. Wir beleuchten die Schlüsseltechnologien, die es ermöglichen, Millionen von Katalysatoren zu testen und täglich hunderte von Batterien zu entwickeln. Doch Geschwindigkeit allein genügt nicht; wir müssen auch die Integration von Forschungsergebnissen zwischen Labors weltweit vorantreiben. Abschließend zeigen wir erfolgreiche Entdeckungen aus unserem Labor, die das Potenzial dieser Technologien in der Industrie demonstrieren.

Alice im Quantenland ist ein Hörspiel für Jung und Alt, das die r

tselhaften Phänomene der Quantenphysik in spannende Abenteuer und lehrreiche Geschichten verpackt. In der dritten Folge verschlägt es Alice und ihre Begleiter Schrödinger und Rabbit auf den Quantenjahrmarkt. Lockt so eine Kirmes schon in der normalen Welt mit Sensationen und Attraktionen, so gibt es diese außergewöhnlichen „Ver-rücktheiten“ in der Quantenwelt zuhauf. Denn hier ist nichts mehr so, wie wir das von unserem Alltag her gewöhnt sind, da sich die Naturgesetze in der Welt der kleinsten Teilchen nun mal gänzlich anders verhalten. Diese Erfahrungen machen Alice und ihre Freunde beim Durchlaufen eines Labyrinths. Die Suche nach dem Ausgang gestaltet sich sehr seltsam und schwierig, da Markierungen und Wegmarker hier nicht mehr länger zielführend sind. Und auch beim „Quaninchen“-Spielen und Dosenwerfen gelten offensichtlich ganz andere Gesetzmäßigkeiten als daheim. Selbst die Leckereien, die es hier zu naschen gibt, lassen einen zunächst im Ungewissen. Manchmal ist das Leben eben wie eine Schachtel Pralinen: Man weiß nie, was man kriegt.

Die Quantenmechanik ist die grundlegende physikalische Theorie der Natur. Sie beschreibt, wie sich kleine Teilchen wie Atome, Ionen und Lichtteilchen verhalten. Dennoch scheinen manche ihrer Vorhersagen wenig intuitiv und rätselhaft: So können Dinge an vielen Orten gleichzeitig sein, eine Messung verändert das Objekt und es gibt den absoluten Zufall. Das ist  in der Welt des Kleinen auch so - eher weniger in der makroskopischen Welt. Schon Erwin Schrödinger erdachte das bekannte Gedankenmodell, nach dem die Quantenmechanik vorhersagt, dass Katzen gleichzeitig sowohl lebendig wie auch tot sein können - eine aus der Alltagserfahrung allerdings etwas kuriose Vorstellung. Während Phänomene der Quantenmechanik längst gut verstanden sind und deren Kenntnis zum Verständnis von nahezu jedem Hightech-Produkt von Halbleitern bis Lasern nötig ist, ergeben sich erst in den jüngsten Jahren neue technologische Anwendungen der Manipulation einzelner Quantensysteme in der sicheren Datenübertragung und in neuartigen Computern, die die schnellsten 

Superrechner für manche Probleme um Längen schlagen. Dieser Vortrag führt auf eine Reise zu den Anfängen der Computer zu der spannenden Entwicklung von Quantencomputern, in der Hochtechnologie mit grundlegenden Fragen über die Welt zusammenkommen.

Alle reden über das Klima, nur retten müssen wir es noch… Um deutschlandweit die Klimaneutralität zu erreichen, müssen zwei zentrale Herausforderungen gemeistert werden: Wir müssen effiziente Wege finden, erneuerbare Energie aus Solarzellen oder Windrädern kurz- und langfristig zu speichern, so dass wir auch in den oft zitierten „windstillen Nächten“ weiter mit erneuerbarer Energie versorgt werden können. Und wir müssen die Emissionen des Treibhausgases Kohlendioxid deutlich reduzieren, oder idealerweise komplett vermeiden.

In diesem Vortrag werden Wege aufgezeigt, wie beide Herausforderungen gemeinsam gemeistert werden könnten. Kohlendioxid kann als Ausgangsstoff dienen, um mit erneuerbarer Energie chemische Energiespeicher herzustellen, die wie Benzin oder Erdgas gelagert und verwendet werden können. Aus dem Labor weiß man, dass solche Umwandlungen im Kleinen prinzipiell funktionieren, und nun stellen wir uns die Frage: Wie bringen wir diese Prozesse in den industriellen Maßstab?

Wolltet ihr schon immer einen Quantencomputer hautnah erleben? In diesem Vortrag habt ihr die Gelegenheit dazu und erfahrt bei der Live-Demonstration, wie ein Quantencomputer funktioniert. In den Medien wird oft über Quantencomputer berichtet, die ganz anders funktionieren als klassische Computer und in Zukunft unter bestimmten Umständen effizienter als diese arbeiten könnten. Quantencomputer werden dabei häufig als riesige Anlagen in speziellen Laboren gezeigt, die ganze Räume füllen. Doch das muss nicht der Fall sein, denn ihr Aussehen und ihre Größe hängen von der Technologie ab, mit der sie realisiert werden. Dr. Judith Gabel bringt zu ihrem Vortrag einen kompakten Quantencomputer mit drei Qubits mit, der auf der Technologie basiert, die auch in Magnetresonanztomographen zum Einsatz kommt. Obwohl diese Technologie nur die Entwicklung sehr kleiner Quantencomputer ermöglicht, wurde sie historisch für die ersten echten Quantenberechnungen eingesetzt.

In ihrem Vortrag erklärt Dr. Judith Gabel nicht nur anschaulich die Grundlagen des Quantencomputings, sondern demonstriert auch live die grundlegenden Prinzipien und Algorithmen an dem 3-Qubit-Quantencomputer. Im Anschluss an den Vortrag habt ihr die Möglichkeit, selbst einen Quantenalgorithmus auszuführen und zu erleben, wie Quantencomputing in Echtzeit funktioniert.