Die Quantenphysik hat zu einer Vielzahl potenzieller Anwendungen in den Bereichen Quantensensorik, Quantencomputer, Quantenkryptografie und Quantenmesstechnik geführt, wodurch hoch effiziente Computer, abhörsichere Datenübertragung und die verbesserte Diagnose von Krankheiten möglich werden.
Die prinzipielle Machbarkeit dieser Anwendungen konnte experimentell demonstriert werden. Bis heute konnte jedoch nur ein kleiner Teil des vielfältigen Anwendungsspektrums zur Marktreife geführt werden. Das Ziel unseres Graduiertenkollegs ist es, genau diesen Übergang zu fördern.
Die Gründe für die mangelnde Effizienz des Technologie-Transfers sind vielfältig: Erstens basieren viele Konzepte auf Materialien oder Herstellungsmethoden, die aus Kostengründen in industriellem Maßstab nicht realisierbar sind. Zweitens konnte die Umsetzung oft nur in kontrollierter Umgebung demonstriert werden. Drittens ist der Integrationsgrad noch gering, so dass typische Demonstrationen große Laboraufbauten mit vielen Komponenten benötigen.
Um diese Herausforderungen anzugehen, benötigt es eine neue Art von Berufsgruppe: Photonische Quanteningenieurinnen und Quanteningenieure, die sich sowohl auf dem Gebiet der Quantenphysik als auch im Ingenieurwesen hervorragend auskennen. Deshalb etablieren wir mit unserem Graduiertenkolleg ein neues interdisziplinäres Ausbildungsprogramm, welches verschiedenste Aspekte von neuen Materialien und Herstellungsmethoden über Elektronik und Datenanalyse bis zu Theorie und Simulation umspannt. Die Promovierenden werden dafür immer von je einer Expertin oder einem Experten aus der Physik und dem Ingenieurwesen betreut und arbeiten dabei an hochaktuellen Forschungsprojekten in den Bereichen Quantenlichtquellen, Quantensensorik und Enabling-Technologien.
Das Graduiertenkolleg baut dabei auf existierende Aktivitäten im Stuttgarter Research Center of Photonic Engineering (SCoPE) und dem Zentrum für integrierte Quantentechnologien (IQST) auf. SCoPE fördert sowohl interdisziplinäre Forschung zwischen Ingenieurwesen und Physik als auch Kooperationen zwischen Wissenschaft und Industrie. Auch ein Masterprogramm Photonic Engineering wurde eingeführt. IQST stimuliert Synergien und Hochrisikoprojekte in der Grundlagenforschung über verschiedene Bereiche der Quantenwissenschaften wie Physik, Materialwissenschaften, Biologie, Ingenieurwesen, Chemie, Medizin und Informatik.