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Spinphysik und Quantencomputing: Höchstdotierter deutscher Wissenschaftspreis geht an Experimentalphysiker

| Redakteur: Michael Eckstein

Wolfgang Wernsdorfer: Der Begründer der molekularen Spin-Elektronik kehrte 2016 von Frankreich nach Deutschland zurück. Nun erhält er den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis.
Wolfgang Wernsdorfer: Der Begründer der molekularen Spin-Elektronik kehrte 2016 von Frankreich nach Deutschland zurück. Nun erhält er den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis. (Bild: KIT)

Für seine Forschung zur Elektronik, Spinphysik und zum Quantencomputing erhält Wolfgang Wernsdorfer den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2019. Mit 2,5 Millionen Euro ist es der am höchsten dotierte Wissenschaftspreis Deutschlands.

Jährlich verleiht die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) den Preis Forschern und Wissenschaftlern, die mit ihren Arbeiten Herausragendes leisten. So auch in diesem Fall: Mit seiner Forschungsarbeit über Nanomagneten ebne Wernsdorfer den Weg zu künftigen Quantencomputern, ist Professor Holger Hanselka, Präsident des KIT überzeugt: „Damit prägt er eine der wesentlichen Zukunftstechnologien mit.“ Der Leibniz-Preis sei eine großartige Anerkennung der enormen Leistungen von Wernsdorfer. Das KIT freue sich mit ihm über die Auszeichnung.

Wolfgang Wernsdorfer gehört zu den weltweit führenden Experten für Nanomagnetismus und Einzelmolekülmagnete und deren Einsatz in Quanten-Rechner-Systemen. Im Mittelpunkt seiner Forschung steht die molekulare Quanten-Spintronik, ein Gebiet der experimentellen Festkörperphysik an der Schnittstelle zur Chemie und zur Materialwissenschaft.

Erstmals Quanten-Spin-Zustände in einem Molekül gemessen und kontrolliert

Mit seiner Forschungsgruppe entwickelt Wolfgang Wernsdorfer schnelle und zuverlässige Methoden zum zuverlässigen Auslesen von Spinzuständen einzelner magnetischer Moleküle. Dies ist ein wichtiger Schritt in der Quanteninformationsverarbeitung. Nach Aussagen des KIT schaffen er und sein Team damit wesentliche Voraussetzungen für künftige Quantentechnologien. So hätte Wernsdorfer mit bahnbrechenden Experimenten herausgefunden, wie sich molekulare Magnete unter den Gesetzen der Quantenmechanik verhalten. Wernsdorfers Gruppe war die erste, die Quanten-Spin-Zustände in einem Molekül messen und kontrollieren konnte.

Quantenphysikalische Effekte machen zahlreiche neue Anwendungen in den verschiedensten Bereichen möglich – bei gleichzeitig wesentlich verbesserter Kapazität, Sensitivität und Geschwindigkeit. Prominentes Beispiel ist die Informationsverarbeitung: Anders als klassische Computer, die mit Bits arbeiten, die immer den Wert Null oder Eins annehmen, nutzen Quantencomputer als kleinste Recheneinheit Quantenbits, kurz Qubits, bei denen es auch Werte zwischen Null und Eins gibt. Durch Verschränkung von Qubits untereinander entstehen gemischte Quantenzustände, die es ermöglichen, viele Rechenschritte parallel auszuführen.

„Wolfgang Wernsdorfer ist eine herausragende Forscherpersönlichkeit, auf dem Gebiet der Quantenmechanik gehört er auch international zur absoluten Spitze“, erklärt der Vizepräsident des KIT für Forschung, Professor Oliver Kraft. Für seine Forschung sei er in den vergangenen Jahren bereits mehrfach ausgezeichnet worden. Nun erhalte er für seine exzellenten Leistungen folgerichtig den wichtigsten deutschen Forschungspreis.

KIT holt herausragenden Experimentalphysiker zurück nach Deutschland

Der 1966 geborene Wernsdorfer ist seit 2016 Humboldt-Professor am KIT. Hier baut er derzeit ein nach Angaben des Forschungsinstituts bislang einzigartiges Zentrum für molekulare Quantenspintronik auf. Zuvor war Wernsdorfer seit 2008 Directeur de recherche première classe im Institut NÉEL des Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) in Grenoble, Frankreich. Bereits seit 1996 war Wernsdorfer Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Laboratoire de Magnétisme in Grenoble, Frankreich – einem der Institute, aus denen 2007 das Institut Néel hervorging. Sein Physik-Studium begann er nach einer Ausbildung zum Elektriker und der Berufsoberschule an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg und beendete es an der angesehenen École Normale Supérieure in Lyon, Frankreich.

Nach seiner Rückkehr nach Deutschland zeichnet die Alexander von Humboldt-Stiftung mit dem Humboldt-Preis aus – eine Ehrung für weltweit führende und bisher im Ausland tätige Wissenschaftler. Die Humboldt-Professur ist Deutschlands höchstdotierter Forschungspreis mit internationaler Ausrichtung.

Zu Wernsdorfers zahlreichen hochrangingen Auszeichnungen zählen außerdem der Agilent Europhysics Prize, der Olivier Kahn International Award, der Prix Spécial der Société Française de Physique sowie bereits zwei der begehrten ERC Advanced Grant des Europäischen Forschungsrats. Mit Wolfgang Wernsdorfer haben bisher insgesamt acht Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT den Leibniz-Preis der DFG erhalten.

Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis

Der Leibniz-Preis wird seit 1986 jährlich von der DFG vergeben. Er zeichnet herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für ihre Forschungen auf allen Gebieten der Wissenschaft aus. Das Preisgeld von etwa 2,5 Millionen Euro können sie in einem Zeitraum von bis zu sieben Jahren nach ihren eigenen Vorstellungen und ohne bürokratischen Aufwand für ihre wissenschaftliche Arbeit ausgeben.

Der Leibniz-Preis geht in diesem Jahr an zehn Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Bislang wurden 348 Leibniz-Preise vergeben. Er gilt weltweit als einer der wichtigsten Wissenschaftspreise; sieben Preisträger erhielten nach dem Leibniz-Preis auch den Nobelpreis. Verliehen werden die Leibniz-Preise am 13. März 2019 in Berlin.

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