Mit Experimentierlust auf Quantenreise
Mit Experimentierlust auf Quantenreise
Als Stipendiatin am Quantum Center der ETH setzt Clara Galante Agero ihre Forschung in der Grundlagenphysik fort. Neben der wissenschaftlichen Arbeit trägt sie zur besseren Vernetzung der Forschenden am Center bei.
«Es ist aufregend, den grossen gemeinschaftlichen Effort zu beobachten, moderne Quantentechnologien zu entwickeln», erzählt Clara Galante Agero. «Verschiedene Forschungsgruppen an der ETH und weltweit verfolgen unterschiedliche Ansätze. In unserer Gruppe arbeiten wir mit Graphen, aber auch Ionenfallen oder supraleitende Schaltkreise könnten interessante Grundbausteine, sogenannte Qubits, für zukünftige Quantentechnologien, etwa einen Quantencomputer, bilden. Welcher Weg zum Ziel breit einsetzbarer Quantentechnologien führen wird, ist noch nicht klar.» Klar ist: Die Quantenwissenschaften könnten unseren Alltag grundlegend verändern, etwa als Gamechanger im Bereich Navigation, medizinische Bildgebung, pharmazeutische Forschung oder Materialforschung.
Die Doktorandin selbst ist bei ihrer Forschung vom Willen angetrieben, neue physikalische Erkenntnisse zu gewinnen und letztlich «die Natur zu verstehen». Dieser Antrieb führte sie nach einem Bachelor-Studium in Madrid an die ETH Zürich. Während ihrer Master-Arbeit erhielt Clara Galante Agero Einblick in die Gruppe von Klaus Ensslin und Thomas Ihn und merkte rasch, dass es die experimentelle Forschung ist, die sie am meisten begeistert. So ist es nur konsequent, dass sie ihr Doktorat heute in derselben Gruppe absolviert und dabei viel Zeit im Reinraum auf dem Campus Hönggerberg verbringt. Hier untersucht sie doppellagiges Graphen und versucht, aus kleinsten Stücken davon letztlich Qubits und mehr zu bauen.
© ETH Foundation / Daniel Winkler
Spitzenposition halten
Graphen ist ein zweidimensionales Material, welches aus einer einzelnen Schicht von Kohlenstoffatomen besteht und für elektronische Anwendungen besonders interessant wird, wenn man zwei solcher Schichten übereinanderlegt. Die Idee, Graphen-basierte Qubits zu nutzen, sei nicht neu, erläutert die junge Forscherin: «Ziel meines Projekts ist es, die elektronischen Eigenschaften von Graphen zu nutzen, um Systeme zu bauen, die es erlauben, Quantenphänomene zu untersuchen.» Aus der Arbeit mit Graphen liessen sich viele interessante neue Erkenntnisse gewinnen, beispielsweise was Supraleitung anbelangt. «Ich finde es absolut faszinierend, dass wir mit fortgeschrittener Technologie im Labor Dinge beobachten können, die anderen Gesetzen folgen als unsere Alltagsbeobachtungen.»
Experimente, wie sie Clara Galante Agero durchführt, erfordern eine Infrastruktur, die nur an wenigen Orten weltweit zur Verfügung steht. Damit die ETH ihrer Quantencommunity auch in Zukunft bieten kann, was sie braucht, um an der Weltspitze mitzuhalten, erstellt sie auf dem Campus Hönggerberg aktuell ein neues Gebäude, in welchem ab 2029 hochsensible Quantenexperimente durchgeführt werden können. Durch eine aufwendige Bautechnik werden die Labors vor externen Vibrationen, elektromagnetischen Feldern und Temperaturschwankungen geschützt. Ermöglicht wurde der wegweisende Bau durch eine Donation des ETH-Alumnus und -Ehrenrats Martin Haefner.
Intensiven Austausch fördern
Neben Infrastruktur braucht es ein lebendiges Ökosystem, in welchem das ETH Quantum Center u.a. durch Partnerschaften mit der Industrie eine zentrale Rolle spielt. Dafür, ihr Doktorat hier im Rahmen eines Forschungsstipendiums absolvieren zu können, ist Clara Galante Agero sehr dankbar: «Man weiss nie, wie sich der Fokus eines Doktorats entwickelt, und mit einer eigenen Finanzierung ist man flexibler.»
Eine Besonderheit ist, dass sich die Quantum Center Research Fellows auch stark für die Community engagieren. Aktuell umfasst diese 39 Gruppen der ETH Zürich, des Paul Scherrer Instituts (PSI) sowie der Empa. Denn um leistungsfähige Anwendungen von Quantentechnologien zu bauen, braucht es nicht nur Physikwissen, sondern auch Ingenieurs- und Informatikkenntnisse. «Das Quantum Center organisiert Events, bei denen sich die verschiedenen Gruppen kennenlernen.» Finde man an einem solchen Anlass etwa heraus, dass andernorts an einer ähnlichen Herausforderung gearbeitet werde, könne man zusammenarbeiten. «In der Wissenschaft ist es gut, so viele Beziehungen wie möglich zu unterhalten. Unterschiedliche Perspektiven erhöhen die Chance auf einen Durchbruch.»
Bei der Quantenrevolution dabei
Ziel des Stipendienprogramms des Quantum Center ist die Förderung von Doktorierenden und Postdoktorierenden, die in einer angegliederten Gruppe forschen und ein innovatives Projekt verfolgen. Das Programm wird bereits durch den Dr. Alfred und Flora Spälti Fonds sowie durch die Heidi Ras Stiftung unterstützt. Sehr gerne nehmen wir das Gespräch mit Interessierten auf, die ebenfalls Teil der Quantenrevolution werden möchten.
