Brücken zwischen den Kontinenten: Wie österreichische Wissenschaftler in Nordamerika die Zukunft der Quantentechnologie gestalten

Von: Alexandra Lieben, Präsidentin, ASciNA

Optischer Tisch mit Lasern im Endres Lab am California Institute of Technology

Foto: Franz Pfanner

ASciNA ist Österreichs erstes und einziges unabhängiges Netzwerk von Wissenschaftlern und Gelehrten in Nordamerika, von Kanada und den Vereinigten Staaten bis Mexiko. Es wurde 2002 gegründet und zählt heute fast 1700 Mitglieder in 18 Ortsgruppen, darunter auch Alumni-Kapitel in Europa. ASciNA bietet unschätzbare Netzwerke, Unterstützung und Mentorenschaft. Mentoring findet sowohl informell als auch durch das hoch angesehene Mentoring-Programm statt, das ASciNA-Mitglieder, die am Anfang ihrer Karriere stehen, mit erfahrenen ASciNA-Wissenschaftlern und -Gelehrten zusammenbringt. Die prestigeträchtigen ASciNA Awards werden jährlich vergeben und belohnen zwei junge Wissenschaftler und einen Junior Principal Investigator für ihre außergewöhnliche Arbeit mit € 7.500 bzw. € 10.000. ASciNA ist zwar hauptsächlich in Nordamerika tätig, seine Mitglieder engagieren sich jedoch auch im transatlantischen akademischen Austausch und in der Zusammenarbeit mit österreichischen Universitäten, Forschungseinrichtungen und der Industrie. ASciNA bringt Fachwissen, Erfahrung und Netzwerke ein, die entscheidend dazu beitragen, die wissenschaftliche Arbeit und die globale Expansion Österreichs voranzutreiben.

Die Mitglieder von ASciNA sind auch aktiv an der Förderung der Quantenwissenschaft und -technologie beteiligt. Dies ist eine aufregende Zeit für die Quantenwissenschaft. Viele Technologien sind so weit ausgereift, dass sie von Experimenten zum Nachweis des Prinzips zu Systemen mit praktischen Anwendungen übergehen. Dennoch sind Quantencomputer noch nicht weit genug entwickelt, um gesellschaftliche Herausforderungen zu lösen, die über das klassische Rechnen hinausgehen. Nur wenige Unternehmen und Forscher konzentrieren sich auf die Umsetzung von Quantenalgorithmen in reale Anwendungen oder die Bewertung ihrer Machbarkeit für zukünftige Hardware. Aber das ändert sich.

Talent spielt eine entscheidende Rolle, um diese Grenze zu überwinden. Die Mitglieder von ASciNA gehören zu den außergewöhnlichen Wissenschaftlern, die mit Spitzenforschern und nordamerikanischen Institutionen zusammenarbeiten, um die Grenzen der Quantenwissenschaft und -technologie zu erweitern.

Dr. Winfried Teizer leitet das Center for Nanoscale Science and Technology an der Texas A&M University. Er erforscht die Materialeigenschaften von Quantensystemen und neuartigen molekularen Materialien und konzentriert sich dabei auf deren potenziellen Einsatz in technologischen Anwendungen, die von Quantengeräten bis zur molekularen Datenspeicherung reichen. Diese Anwendungen erfüllen künftige Kernbedürfnisse der Gesellschaft in den Bereichen Computertechnik und Gesundheitswesen.

Franz Pfanner, österreichischer Doktorand am California Institute of Technology

Foto: Eric Schramm Fotografie

Franz Pfanner ist derzeit Doktorand in Physik und Mitglied der Gruppe von Professor Manuel Endres am California Institute of Technology. Das Endres Lab konzentriert sich auf die experimentelle und theoretische Quantenwissenschaft mit optischen Pinzetten, die Licht auf winzige Punkte fokussieren, um einzelne Atome zu fangen. Mit Hilfe von Laserstrahlen können die Wissenschaftler des Endres Labs die Atome bewegen, ihre Zustände kontrollieren und Verschränkungen erzeugen. Diese Fähigkeiten werden in Quantensimulatoren und Quantencomputern genutzt, die auf der Plattform der optischen Pinzette aufbauen. Die Gruppe steht an der Spitze spannender Forschungsarbeiten, wie z.B. dem Benchmarking verschränkter Zustände und der Skalierung von neutralen Atom-Qubit-Systemen, und hat gerade eine Vorabveröffentlichung veröffentlicht, in der das Einfangen von über 6000 atomaren Qubits demonstriert wird.

Die Quantenwissenschaft ist von Natur aus global, und transatlantische Partnerschaften spielen eine Schlüsselrolle bei der Gestaltung dieses Bereichs. Der XPRIZE-Wettbewerb Quantum Applications ist ein Beispiel für diese Zusammenarbeit, mit Google Quantum AI (USA) als Titelsponsor und dem Geneva Science and Diplomacy Anticipator (GESDA) (Schweiz) als präsentierender Partner. Gemeinsam wollen sie ein ethisches und zukunftsweisendes Quanten-Ökosystem fördern.

Kathrin Spendier, Ph.D., ist die technische Preisdirektorin des XPRIZE-Wettbewerbs für Quantenanwendungen. Dr. Spendier leitet den mit 5 Millionen Dollar dotierten, dreijährigen globalen Wettbewerb, der die Entwicklung wirkungsvoller Quantenalgorithmen beschleunigt. XPRIZE, ein weltweit führendes Unternehmen bei der Konzeption groß angelegter Wettbewerbe, bringt 320 Teams aus 50 Ländern zusammen, darunter vier aus Österreich. Die Teilnehmer reichen von akademischen Forschern und Industrieführern bis hin zu interdisziplinären Teams aus den Bereichen Quantenalgorithmen, Chemie, Materialwissenschaft und KI. Dieses breite Engagement ist der Schlüssel, um das volle Potenzial der Quantenphysik für die Entdeckung von Medikamenten, die Optimierung von Ressourcen und die Klimamodellierung zu erschließen. Dr. Spendier engagiert sich für die Förderung der Quanteninformatik und die Entwicklung von Arbeitskräften durch den XPRIZE-Wettbewerb für Quantenanwendungen, um sicherzustellen, dass die Quantenexpertise weltweit gepflegt wird und nicht nur in einigen wenigen Ländern konzentriert ist.

Auf der Suche nach erstklassigen Möglichkeiten ziehen Wissenschaftler für ihre Ausbildung und Karriere von einem Kontinent zum anderen. ASciNA bietet Unterstützung auf diesem Weg. Und Österreich profitiert unermesslich von der hervorragenden Arbeit, die österreichische Wissenschaftler im Ausland leisten - indem sie die Wissenschaft voranbringen und Österreich bestmöglich repräsentieren.

Quantenexperiment im Endres Lab am California Institute of Technology

Foto: Franz Pfanner