Mit erweitertem wissenschaftlichem Fokus ist der Würzburg-Dresdner Exzellenzcluster ctd.qmat in seine zweite Förderperiode der Exzellenzstrategie von Bund und Ländern gestartet. Bis 2032 widmen sich die beteiligten Forschenden verstärkt der Dynamik in Quantensystemen – neben den bisherigen Schwerpunkten Komplexität und Topologie.
Die Dynamik von Quantenprozessen gilt als Schlüssel, um die in der ersten Förderperiode entdeckten Phänomene gezielt zu verstehen, zu kontrollieren und für technologische Anwendungen nutzbar zu machen. Ziel ist es, Grundlagenforschung und Anwendungsperspektiven enger miteinander zu verknüpfen und neue Impulse für zukünftige Quantentechnologien zu setzen.
Quantenprozesse gezielt steuern
Im Zentrum der zweiten Förderperiode stehen Fragen nach dem zeitlichen Verhalten von Quantensystemen, etwa unter dem Einfluss externer Impulse wie elektrischer Ströme, Magnetfelder oder Druck. Diese Aspekte sind für Anwendungen in Informationsverarbeitung, Sensorik oder Energieumwandlung besonders relevant. Entsprechend entwickeln die Forschenden neue theoretische Konzepte zur komplexen Dynamik in topologischen Quantenmaterialien und untersuchen Phänomene, die nur unter dynamischer Steuerung auftreten.
Parallel dazu wird die experimentelle Infrastruktur an den Standorten Würzburg und Dresden weiter ausgebaut, um ultraschnelle Prozesse in Echtzeit messen und kontrollieren zu können. Langfristiges Ziel sind Quantenmaterialien, die bei Raumtemperatur funktionieren und neue Möglichkeiten für energieeffiziente Elektronik, präzise Sensorik oder robuste Quantenbits eröffnen.
Neue Forschungsansätze und Infrastruktur
Zu den vielversprechenden Forschungslinien zählt die sogenannte topologische Katalyse. Dabei wird untersucht, wie sich topologische Quantenmaterialien für effizientere elektrochemische Prozesse einsetzen lassen – etwa bei der CO₂-Umwandlung oder der Erzeugung von grünem Wasserstoff. Weitere Schwerpunkte liegen auf neuen Formen topologischer Supraleitung sowie auf dem Quantum-Sensing mit hochsensiblen Messverfahren.
Mit dem neuen Forschungsfeld „Synthetische Quantenmaterie“ erweitert ctd.qmat zudem sein Portfolio um künstliche Plattformen, auf denen sich Quantenphänomene gezielt erzeugen und steuern lassen. Geplant sind außerdem mehrere Neubesetzungen von Professuren an beiden Standorten sowie der Aufbau eines neuen Quantenforschungszentrums in Dresden.
Quantenforschung mit neuem Auftritt
Begleitet wird der Start der zweiten Förderperiode von einem Rebranding des Clusters. Ein eigens produziertes Video verbindet die Forschung an Quantenmaterialien mit einem künstlerischen Soundtrack und verleiht ctd.qmat einen neuen „Quanten-Vibe“.
Der Exzellenzcluster ctd.qmat vereint rund 300 Forschende aus über 30 Ländern an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg und der Technischen Universität Dresden. Gemeinsam erforschen sie neuartige Quantenmaterialien an der Schnittstelle von Physik, Chemie und Materialwissenschaften.
Weitere Hintergründe zur zweiten Förderperiode, zu den Forschungsschwerpunkten und zum Rebranding finden sich im aktuellen einBLICK.
