Gemeinsame Forschergruppe für Quantenrechnen und -simulation

© Freie Universität Berlin

Mit einer neuen Forschergruppe stärken die Freie Universität Berlin und das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) die Zusammenarbeit auf dem Gebiet des Quantenrechnens und der Simulation. Quantenmaterialien haben sehr interessante Eigenschaften, die Forschende nutzen wollen, um Daten deutlich schneller und effizienter zu verarbeiten. An Synchrotronstrahlungsquellen wie BESSY II können sie diese Materialien hervorragend untersuchen. Besonders vielversprechend ist es dabei, im Voraus die Materialeigenschaften mit Quantensimulationen zu berechnen, denn dadurch lassen sich Experimente zielgerichteter durchführen.

„Simulieren, wie hochkomplexe Materialeigenschaften entstehen“

Jens Eisert ist Professor für Physik an der Freien Universität Berlin und leitet die gemeinsame Forschergruppe. Er ist ein international renommierter Experte für Quanten-Vielteilchentheorie, Quanten-Informationstheorie und Quantenoptik.

Wie ist die Zusammenarbeit mit dem HZB zustande gekommen?

Jens Eisert: Unsere Zusammenarbeit entstand aus vielversprechenden und inspirierenden Diskussionen mit Bella Lake, die als Physikerin am Helmholtz-Zentrum Berlin arbeitet. Dabei beschäftigten wir uns mit Fragen über stark korrelierte Systeme im Labor, die mit gängigen Methoden schwer zu lösen waren. Mit der Methode der Tensornetzwerke konnten wir zu diesem Zeitpunkt für ihre Systeme erste Einsichten, aber noch kein umfassendes Bild liefern. Erst nach harter Arbeit konnten wir Methoden entwerfen, die mächtig genug sind, stark korrelierte Systeme abzubilden und zu modellieren. Durch diese Zusammenarbeit haben wir das große Potenzial erkannt, das in einer stärkeren Kooperation liegt.

Welche thematischen Anknüpfungspunkte zwischen Ihrer Forschung und den Themen des HZB sehen Sie noch?

Es gibt eine Vielzahl von Anknüpfungspunkten. Die initialen Diskussionen mit Bella Lake mündeten in ein Forschungsprogramm, aus dem sich viele Möglichkeiten – ja ein geradezu umfassendes Programm der Zusammenarbeit – ergibt. Unter anderem haben Johannes Reuther, Oliver Rader, Boris Naydenov, Annika Bande und weitere Forscher aus dem HZB ihr Interesse an einer Zusammenarbeit bekundet. Schließlich macht es auch aus strategischer Sicht Sinn, eine gebündelte Initiative zu den Quantentechnologien in Berlin aufzubauen.

Gibt es bereits konkrete Projektideen, die Sie im Rahmen der Forschergruppe verwirklichen wollen?

Selbstredend. Es gibt eine Vielzahl von Themen, an denen wir bereits arbeiten bzw. die wir in Kürze angehen wollen. Ganz konkret beschäftigen wir uns damit, wie in Quantenmaterialien aus einfachen Wechselwirkungen hochgradig komplexe Eigenschaften entstehen – und wie diese zu modellieren sind. Weiterhin wollen wir Fragen über realistisches Quantenrechnen und Quantensimulatoren gemeinsam vorantreiben. Wir werden zunächst zwei neue Wissenschaftler einstellen, die sich mit diesen Fragestellungen beschäftigen. Sie werden vor allem an der Freien Universität Berlin arbeiten, aber sehr engen Kontakt mit dem HZB halten. Ich freue mich über diese Kooperation, denn für die theoretische Physik ist die direkte Zusammenarbeit mit Gruppen aus dem HZB, die auch experimentell arbeiten, sehr fruchtbar.

sz

  • Link kopieren

Das könnte Sie auch interessieren

  • Leitender Sasol-Forscher kommt als Industrial Research Fellow ans HZB
    Nachricht
    11.02.2025
    Leitender Sasol-Forscher kommt als Industrial Research Fellow ans HZB
    Das HZB arbeitet mit dem südafrikanischen Unternehmen Sasol im Projekt CARE-O-SENE an nachhaltigem Kerosin für die Luftfahrt (SAF) und entwickelt dafür innovative Katalysatoren. Nun verstärkt sich die Zusammenarbeit: Mit Dr. Denzil Moodley kommt ein leitender Wissenschaftler aus dem Bereich Fischer-Tropsch bei Sasol Research and Technology an das HZB. Moodley wird am HZB seine Expertise einbringen, mit dem Ziel, den Innovationszyklus für nachhaltige Kraftstofftechnologien zu beschleunigen.
  • Nanoinseln auf Silizium mit schaltbaren topologischen Texturen
    Science Highlight
    20.01.2025
    Nanoinseln auf Silizium mit schaltbaren topologischen Texturen
    Nanostrukturen mit spezifischen elektromagnetischen Texturen versprechen Anwendungsmöglichkeiten für die Nanoelektronik und zukünftige Informationstechnologien. Es ist jedoch sehr schwierig, solche Texturen zu kontrollieren. Nun hat ein Team am HZB eine bestimmte Klasse von Nanoinseln auf Silizium mit chiralen, wirbelnden polaren Texturen untersucht, die durch ein externes elektrisches Feld stabilisiert und sogar reversibel umgeschaltet werden können.
  • Lithium-Schwefel-Batterien im Taschenformat an BESSY II durchleuchtet
    Science Highlight
    08.01.2025
    Lithium-Schwefel-Batterien im Taschenformat an BESSY II durchleuchtet
    Neue Einblicke in Lithium-Schwefel-Pouchzellen hat ein Team aus HZB und dem Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden an der BAMline von BESSY II gewonnen. Ergänzt durch Analysen im Imaging Labor des HZB sowie weiteren Messungen ergibt sich ein neues und aufschlussreiches Bild von Prozessen, die Leistung und Lebensdauer dieses industrierelevanten Batterietyps begrenzen. Die Studie ist im renommierten Fachjournal "Advanced Energy Materials" publiziert.