Lectures

13:00 o'clock | Roter Saal

Quantum computers and quantum internet: New possibilities for computation and communication

Prof. Dr. Carsten Schuck | Universität Münster

Quantum technology promises groundbreaking advances in communication, computer and sensor technology. But what is behind quantum computers, quantum cryptography and entangled particles? We will look at the phenomena of the quantum world that allow us to fundamentally push the boundaries of what computers can calculate and encrypt data securely in completely new ways. After 100 years of research, we are on the cusp of a quantum revolution that is increasingly reaching our society. Today, modern technologies allow us to control the quantum properties of individual photons, atoms or superconducting circuits so well that we can process information in quantum computers in new ways and even want to network them in a quantum internet in the future. We take a look at today's quantum processors and emerging quantum network connections that open up exciting possibilities for science and technology.

13:30 o'clock | Blauer Saal

Speakers Corner

Diverse | Unternehmen & Forschungsinstitute

Im Blauen Saal finden zwischen 13.30 Uhr und 17.30 Uhr Kurzvorträge der Aussteller statt.

13:30 o'clock | Benjamin Burkard (QOI)

Technology-Problem-Fit für Quantentechnologie in Industrieunternehmen

Für den erfolgreichen kommerziellen Einsatz von Quantentechnologien sind Industriepartner unerlässlich. Doch die Ideenfindung für innovative Anwendungen bei und mit Industrieunternehmen gestaltet sich aufgrund der Komplexität dieser Technologien als besonders herausfordernd. Der Vortrag gibt einen Einblick in die Vorgehensweise und Herausforderungen von Start-ups und Technologieanbietern und zeigt Lösungsansätze aus dem BMFTR-Projekt „Quantum Open Innovation“ auf.

14:00 o'clock | Fabienne Marco (QuantWorld)

Quantum Responsibility & Creativity – Zukunft gestalten mit QuantWorld und dem QSL

Quantentechnologien gehören zu den größten Herausforderungen dieses Jahrhunderts, wenn es um disruptive und aufstrebende Technologien geht. Mit der fortschreitenden Entwicklung stellt sich die Frage: Wie können wir diese Technologien verantwortungsvoll regulieren? Und wie schaffen wir eine Talent-Pipeline sowie eine informierte Gesellschaft, die das Verständnis von Quantentechnologien gemeinsam prägt und weiterträgt? In diesem Vortrag nehmen wir Sie mit auf eine Reise zwischen Physik und Kunst – und zeigen, wie sich auf neue und kreative Weise Zukunft gestalten lässt.

14:30 o'clock | Stefan Küchemann (GALaQSci)

Qookies: Eine Smartphone-spielbasierte und KI-kooperative Lerngelegenheit zu Quantentechnologien

Grundlagen von Quantentechnologen sind häufig abstrakt und mathematisch, welches den Zugang für Lernende erschwert. In diesem Beitrag stellen wir das Smartphone Spiel Qookies vor, welches Lernenden den Zugang zu Quantentechnologien spielerisch und in Kooperation mit einem KI-Charakter ohne mathematische Formalismen ermöglicht. Empirische Belege weisen auf eine signifikante Lernwirksamkeit unabhängig von der Kooperation mit dem KI Charakter hin.

15:00 o'clock | Dr. Michael Johanning (eleQtron)

MAGIC Moments – Vom Labor zur Cloud: Wie Mikrowellen Qubits tanzen lassen

Wie fängt man ein Ion – und bringt es dazu, zu rechnen? Der Vortrag führt in die faszinierende Welt der Ionenfallen-Quantencomputer ein, in denen elektrisch geladene Atome als winzige Informations­träger dienen. Das Siegener Start-up eleQtron steuert Quanten mit Mikrowellen – dank der eigens entwickelten MAGIC-Technologie (Magnetic Gradient Induced Coupling).  Doch der Weg vom Labor zum cloud-basierten Quantencomputer ist voller technischer und physikalischer Herausforderungen – und genau diese machen die Reise so spannend. Dr. Michael Johanning, CTO von eleQtron, gewährt einen Blick hinter die Kulissen der Quanten-Pioniere.

15:30 o'clock | Johannes Schaefer (duotec)

Wie können meine Daten in Zeiten von Quantencomputern geschützt werden? Und was hat eine Cent-Münze damit zu tun?

Stellt euch vor: Eure WhatsApp-Chats, Instagram-Stories und Snapchat-Videos könnten schon bald von Quantencomputern geknackt werden. Wer möchte das schon haben?

Die Rettung liegt in winzigen Bauteilen, die kleiner als eine 1-Cent-Münze sind! Forscher arbeiten bereits an solchen münzgroßen Quantum-Modulen, die absolute Datensicherheit bieten. Diese revolutionäre Technologie eröffnet spannende Karrierechancen in einer Zukunftsbranche, die bis 2030 tausende Fachkräfte sucht – von der App-Entwicklung bis zur Hardware-Miniaturisierung.

Erfahrt, wie ihr bei der Smartphone-Revolution mitmachen und eure eigenen Daten vor Quantenhackern schützen könnt, bevor diese eure privaten Nachrichten und Fotos knacken

16:00 o'clock | Markus Gregor (FH Münster)

Quantenphysik zum Anfassen: 3D-gedruckte Low-Cost-Experimentierkits mit Farbzentren in Diamanten

Im Jahr 2025 wird der 100. Geburtstag der Quantenphysik begangen. Ihr Einfluss auf die Gesellschaft war immens und nimmt weiter zu. Entsprechend wächst auch das Interesse an der Quantenphysikausbildung auf allen Ebenen – von der Sekundarstufe bis zum Hochschulstudium.

Praktische Experimente werden als besonders wichtig für ein effektives Lehren und Lernen der Quantenphysik angesehen. Besonders vielversprechend sind Versuchsaufbauten, die sich mithilfe von 3D-Druck selbst herstellen lassen

In dem Vortrag wird ein kostengünstiges Experimentierkit vorgestellt, das die Untersuchung und gezielte Manipulation einzelner Elektronenspins in Farbzentren (NV-Zentren) ermöglicht. Darüber hinaus wird ein Überblick gegeben, wie solche Farbzentren ein Qubit formen und die Grundlage für Quantencomputer bilden können.

16:30 o'clock | Björn Habrich (qutools)

Philosophie und Naturwissenschaft - was kann und will eine Gesellschaft mit Hilfe der Quantentheorie lernen?

Folgende Themen werden behandelt:

• Das Problem mit den Ideen von Objektivität, Kausalität und Determinismus, die die Aufklärung beflügelt haben.
• Populäre Kerneffekte der Quantenwelt, mit denen man auch nicht MINTler für das Thema begeistern kann.
• Verantwortung von Wissenschaft und Lehre für Anwendungen, die "man" auf deren Basis realisiert.
• Unterschied zwischen "Quantenrevolution 1.0 und Quantenrevolution 2.0" - was ist denn das revolutionäre?
• "Begreifbare" Experimente mit wissenschaftlicher Ausrichtung als Basis für Vertrauen der Menschen in diese völlig neuartigen Prinzipien und ihre Wirklichkeit.

17:00 o'clock | Prof. Alexander Kappes (Einstein Telescope Collaboration)

Einstein Teleskop

Vor über hundert Jahren sagte Albert Einstein voraus, dass gewaltige kosmische Ereignisse – etwa wenn zwei Schwarze Löcher miteinander verschmelzen – winzige Wellen in der Raumzeit auslösen: Gravitationswellen. Erst 2015 gelang es, diese Wellen direkt nachzuweisen. Seitdem können wir dem Universum nicht nur „zusehen“, sondern auch „zuhören“ – mit riesigen Laserinterferometern, die kleinste Schwingungen in der Raumzeit messen. Das Einstein-Teleskop (ET) ist das nächste große Kapitel dieser aufregenden Entdeckungsreise. Dieses zukünftige europäische Observatorium wird so empfindlich sein, dass sogar die Quanten des Laserlichts selbst seine Messungen begrenzen! Mit ET wollen wir die geheimnisvollsten Objekte im Kosmos – Schwarze Löcher, Neutronensterne und vielleicht sogar Spuren des Urknalls – genauer untersuchen als je zuvor. In diesem Vortrag werfen wir gemeinsam einen Blick in die Gravitationswellenastronomie: Wie kann man Raumzeit überhaupt „hören“? Was verraten uns diese kosmischen Schwingungen über das Universum? Und warum ist das Einstein-Teleskop ein Schlüssel, um viele dieser Rätsel zu lösen?

14:00 o'clock | Roter Saal

Quantum relics from the early universe: On the structure of the cosmos and the gravitational wave echo of the Big Bang

Prof. Dr. Kai Schmitz | Universität Münster

The galaxies in our universe are not randomly distributed, but form a form a characteristic large-scale structure: a cosmic network of nodes and network of nodes and empty spaces, in which galaxy clusters are  connected to each other by filamentary clusters of galaxies. In this lecture, I will describe how this structure of today's cosmos can be traced back to quantum mechanical processes in the early universe universe, in particular to quantum fluctuations during the phase of the so-called cosmic inflation phase in the first fractions of a second after the Big Bang. This astonishing finding gives rise to concrete cosmological predictions that can be verified by observations of the cosmic background radiation.

In addition, the phase of cosmic inflation is capable of providing a further quantum seed for another quantum relic: a gravitational wave echo of the Big Bang. Current searches for gravitational waves are on the trail of this signal and may be on the on the verge of eliciting further quantum secrets from the Big Bang.

15:00 o'clock | Congress Saal

Wintering with neutrinos - Life and research at the South Pole

Dr. Raffaela Busse | LWL-Museum Münster (Planetarium)

The geographic South Pole is located in one of the most extreme landscapes on our planet, surrounded only by ice as far as the eye can see. Not even penguins venture here. When the sun sets for six months in March, temperatures can drop to -80° C. For eight long months, the Amundsen-Scott South Pole Station is isolated from the outside world, and with it a small crew of “winterovers”. But the winterovers are able to withstand the extreme cold, the darkness and the isolation thanks to their special community and because of the fascinating science that is carried out here: Among other things, the South Pole is home to the IceCube Neutrino Observatory, which investigates the origin of high-energy cosmic particles, and with them the history of our universe. Dr. Raffaela Busse lived and worked for IceCube at the South Pole for more than one year and provides insights into a world that very few of us will ever get to see.

icecube.wisc.edu

16:00 o'clock | Roter Saal

Science Diplomacy and the work of physicists for Peace and disarmament: The Pugwash Conferences on Science and World Affairs

Prof. Dr. Götz Neuneck | Chair of the Pugwash Council and Chair of the Federation of German Scientists

Physicists had a major share to build nuclear weapons and tried to prevent their use in the aftermath of World War II during the Cold War and beyond. They worked as advisors, diplomats and advocates for governments, the civil society and the international community. Key is to apply social responsibility for the consequences of their work. The new generation of physicist has to be prepared to understand the past being prepared to work further for finishing the business to get rid of nuclear weapons, before they get rid of us.

The Pugwash Conferences for Science and World Affairs were founded as a consequence of the Russell-Einstein Manifesto of 1955, which urged leaders of the world to gather and to ”think in a new way”: to renounce nuclear weapons, to ”remember their humanity” and to find peaceful means for the settlement of all matters of dispute between them.

Under the currently increasing geopolitical tensions, the original Russell-Einstein Manifesto’s call is as relevant today as it was in the 1950’s. Scientists have an important role in analyzing technical aspects in disarmament and arms control, verification, safeguards, dismantlement of nuclear weapons and ways to rid the world of these weapons of mass destruction.

In summary, the talk will emphasize the fundamental role scientists in past and present to play in building peace and understanding in a complex and fragmented world.

16h45 Panel Discussion
Prof. Götz Neuneck, Chair of the Pugwash Council and Chair of the Federation of German Scientists

Prof. Michiji Konuma, Former President of the Physical Society of Japan; Former member of the Pugwash Council; Prof. Emeritus, Keio University, Tokyo, Japan

Moderation
Prof. Quante, Vice-Rector for Internationalization, Knowledge Transfer and Sustainability, Münster university

17:30 o'clock | Congress Saal

100 years of quantum theory and the search for lost reality

Prof. Dr. Markus Arndt | University of Vienna

When Louis de Broglie published in 1923 that every massive object is associated with a wave, this was a bold idea at first. Later, this idea was formalized as quantum theory in 1925-1927 by Heisenberg, Schrödinger and Dirac, among others. This became the basis for a whole century of astounding discoveries and philosophical puzzles.

In quantum theory, objects can have properties and follow rules that seem to contradict our everyday experience and logic. And yet quantum physics has been producing innovative technologies for a century. Here, we will focus primarily on the quantum wave nature of matter. We will ask ourselves what 'reality' means when objects that we can see individually under the microscope can delocalize in experiments and seem to collect information from places that they should never have according to our everyday understanding.

Markus Arndt is Professor of Quantum Nanophysics at the University of Vienna. He became known for his interference experiments with macromolecules such as fullerenes, which enabled him to demonstrate the wave properties of macromolecules. The fundamental question of the limit up to which quantum effects play a role is given a new perspective by his fundamental work. Markus Arndt is a member of the Austrian Academy of Sciences and has received numerous prizes for his work, including the Robert Wichard Pohl Prize of the German Physical Society and the Erwin Schrödinger Prize of the Austrian Academy of Sciences.

quantumnano.at