Meterhohe Kräne und große Maschinen sind derzeit in Garching im Einsatz, um das Umfeld dafür zu schaffen, an kleinsten Teilchen zu arbeiten: Die Technische Universität München (TU) und das bayerische Bauministerium haben am 24. Januar auf dem Hochschulcampus in Garching im Landkreis München Richtfest für das neue "Zentrum für Quantum-Engineering", kurz ZQE. In dem millionenschweren Neubau im Nordosten des Campus sollen von 2024 an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Fachbereichen Physik, Elektrotechnik, Chemie, Informatik und Mathematik in interdisziplinären Forschungsgruppen neue Erkenntnisse auf dem relativ jungen Feld der Quantentechnologie gewinnen können.
Das ZQE wurde formal bereits im Februar 2022 an der TU gegründet. Es ist organisatorisch keiner der als "Schools" firmierenden Einheiten der Universität zugeordnet, sondern ist ein sogenanntes Zentralinstitut der TU, also eine eigenständige interdisziplinäre Einrichtung vergleichbar dem Walter Schottky Institut für Halbleiterforschung (WSI) oder dem Center for Functional Protein Assemblies (CPA). 18 Professorinnen und Professoren zählen zu den Gründungsmitgliedern, Gründungsdirektoren sind der Physik-Professor Christian Back, Professorin Eva Weig aus dem Fachgebiet Elektrotechnik sowie der Physiker Christian Pfleiderer, der zudem geschäftsführender Direktor des ZQE ist. Das Forschungsinstitut ist also bereits im Aufbau und aktiv, auch wenn die Geräte derzeit noch in Laboren von TU-Kollegen betrieben werden, wie Pfleiderer sagt.
Ihr eigenes Gebäude sollen die insgesamt mehr als 100 Forscherinnen und Forscher voraussichtlich im Herbst 2024 beziehen können, vorausgesetzt, die Bauarbeiten schreiten weiter gut voran. In dem dreistöckigen Neubau, der Labore und Büros umfasst, werden sich fünf bis sechs Arbeitsgruppen mit verschiedenen Aspekten der Quantentechnologie beschäftigen. Dabei geht es, wie Pfleiderer betont, um festkörperbasierte Realisierungen der Quantentechnologien - im Gegensatz zu Systemen auf der Basis kalter Atome, wie sie etwa die Campus-Kollegen am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erforschen.
Die Erkenntnisse, die die Forscher künftig am ZQE zu gewinnen hoffen, sollen freilich auch in der Praxis Anwendung finden. Beispielsweise bei der Entwicklung extrem empfindlicher Sensoren, wie sie für Messungen kleinster Magnetfelder in Abbildungsverfahren von magnetischen Materialeigenschaften oder auch bei Kernspinresonanzuntersuchungen benötigt werden.
"Ein weiteres wichtiges Beispiel ist die Realisierung von abhörsicheren Kommunikationsverfahren unter Nutzung existierender Telekommunikations-Infrastruktur", erklärt Pfleiderer. Außerdem soll die Quantenforschung dabei helfen, technologische Ansätze zu entwickeln, die die Lösung extrem komplexer Optimierungsprobleme ermöglichen.
Als Baukosten für das neue Forschungszentrum sind etwa 46 Millionen Euro veranschlagt. Diese teilen sich der Bund und der Freistaat Bayern.
