Mit seinem Förderprogramm „Spezialforschungsbereiche“ ermöglicht es der Wissenschaftsfonds FWF Wissenschaftler_innen verschiedener Forschungsstätten, gemeinsam an einer Forschungsfrage zu arbeiten. Kooperationen innerhalb der Spitzenforschung werden so weiter ausgebaut und exzellente Forschende noch enger vernetzt.

In der aktuellen Förderperiode haben vier Anträge einen Zuschlag erhalten – zwei davon werden von Forschenden der TU Wien geleitet. Über einen Zeitraum von vier Jahren werden die Forschungscluster mit 3,5 Millionen Euro (Quantencomputer) und 4,4 Millionen Euro (Internetsicherheit) gefördert.

Korrelierte Quantenmaterialien

Der Quantencomputer hat bereits einen hohen Grad an Bekanntschaft erlangt. Er kann bestimmte Rechnungen schneller ausführen als herkömmliche Computer. Doch um das Problem der Quantenfehlerkorrektur in den Griff zu bekommen und so das Potenzial des Quantenrechnens voll ausschöpfen zu können, braucht man robustere festkörperbasierte Quantensysteme („solid state quantum systems“). Weniger bekannt sind korrelierte Quantenmaterialien („correlated quantum materials“). Dies sind Designer-Materialien mit Eigenschaften, die durch Quanteneffekte stark wechselwirkender Elektronen bedingt sind. Sie stellen ein hochaktives, aber besonders komplexes Gebiet der festkörperphysikalischen Grundlagenforschung dar.

Im Rahmen des Spezialforschungsbereichs „Correlated Quantum Materials and Solid State Quantum Systems“, der von Silke Bühler-Paschen geleitet wird, sollen beide Gebiete kombiniert werden. Konzepte und Methoden, die im Rahmen der Quantencomputer-Forschung entwickelt wurden, sollen helfen, korrelierte Quantenmaterialien besser zu verstehen. So will man beispielsweise mithilfe völlig neuartiger Verschränkungsmessungen einen Beitrag zur Lösung des Rätsels der Hochtemperatursupraleitung leisten. Im Gegenzug soll erforscht werden, wie man sich korrelierte Quantenmaterialien für Quantenanwendungen zunutze machen könnte. Korrelierte Quantenmaterialien mit topologischen Eigenschaften zum Beispiel könnten in neuartigen Hybridsystemen zu sehr robusten und gut steuerbaren Quanten-Bauelementen führen. TU Wien und ISTA (IST Austria) gehen diesen Fragestellungen gemeinsam nach.

Sicherheit und Privatsphäre – auch im Internet

Sicherheit und Privatsphäre sind Menschenrechte, die auch in der digitalen Gesellschaft gelten sollten. Der in der neuen europäischen Datenschutz-Grundverordnung verankerte Grundsatz von „Security and Privacy by Design“ schreibt vor, dass der Datenschutz bereits in der frühen Entwurfsphase von IT-Infrastrukturen berücksichtigt werden sollte. Dennoch reichen die modernen Technologien nicht aus, um diesen Grundsatz zu verwirklichen, wie die Zahlen der Angriffe und Sicherheitslücken zeigen. Ohne Sicherheit und Schutz der Privatsphäre ist eine groß angelegte Digitalisierung nicht möglich. Daher ist Sicherheit und Schutz der Privatsphäre ein Forschungsgebiet mit außerordentlichen technologischen, gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Auswirkungen. 

Der Spezialforschungsbereich „SPyCoDe“ zielt darauf ab, die technologischen Grundlagen für die Verwirklichung des Prinzips „Security and Privacy by Design“ zu schaffen – und zwar indem er Unternehmen Werkzeuge zur Verfügung stellt, um komplexe Systeme zu bauen, die aufgrund ihrer Komponenten von vornherein sicher sind und die Privatsphäre schützen. Diese Forschung ist ein Querschnittsthema der Informatik, das bahnbrechende Erkenntnisse in den Bereichen Logik, Systemsicherheit und Kryptographie vereint. 

Österreich verfügt über eine junge und international führende Forschungsgemeinschaft in diesen Bereichen. Das Projekt vernetzt fünf Institutionen: TU Wien, TU Graz, IST Austria, Universität Wien und Universität Klagenfurt zu einem dezentralen Forschungszentrum, das eine Know-how-Pipeline aufbauen wird, die Lehre, Grundlagenforschung und Technologietransfer umfasst. Prof. Matteo Maffei, TU Wien, leitet den SFB.

Kontakt

Prof. Dr. Silke Bühler-Paschen
Forschungsbereich Quantum Materials
Technische Universität Wien
+43 1 58801 13716
silke.buehler-paschen@tuwien.ac.at

Prof. Matteo Maffei
Forschungsbereich Security and Privacy
Technische Universität Wien
+43 1 58801 184860
matteo.maffei@tuwien.ac.at