Dem Zufall auf der Spur

Während in der klassischen Physik alles einer Logik folgt, regiert in der Quantenwelt der Zufall. Wie der genau beschaffen ist, versucht die Quantenphysik zu ergründen. Sie nimmt die kleinsten Bausteine der Welt in den Blick, deren Verhalten die Basis aller größeren Systeme bildet. Seit der ersten Formulierung der Quantenphysik im Jahr 1925 ist es nun, 100 Jahre später, möglich, einzelne Bausteine der Materie gezielt zu kontrollieren und zu nutzen – für Computer, die komplexe Probleme lösen können, für eine hochsichere Kommunikation und ultrapräzise Messmethoden in Diagnostik oder Materialforschung.

UN erklärt 2025 zum „Internationalen Jahr der Quantenwissenschaft und -technologie“

Heute befindet sich Österreich im Bereich Quantenphysik mit zahlreichen Forschungsgruppen beispielsweise an der Universität Wien, der TU Wien, dem Institute of Science and Technology Austria (ISTA), der Universität Innsbruck sowie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und auch dem Austrian Institute of Technology (AIT) im internationalen Spitzenfeld. Der jüngst im Rahmen der Exzellenzinitiative des BMBWF und der Förderinitiative Quantum Austria vom FWF geförderte Exzellenzcluster „Quantum Science Austria“ schließt Österreichs führende Quantenphysik-Forschungsgruppen zusammen, um durch Kooperation die Forschung noch weiter voranzubringen. Mittlerweile geht das österreichische Quanten-Ökosystem weit über den akademischen Bereich hinaus. Es hat sich ein Innovationssystem herausgebildet, das von Grundlagen- und angewandter Forschung bis hin zu Start-ups reicht, die wissenschaftliches Wissen kommerzialisieren.

„Die Quantenforschung eröffnet gänzlich neue Möglichkeiten, mit höchstem Innovationspotential. Österreich ist in diesem Zukunftsfeld dank jahrzehntelanger Investitionen sehr gut aufgestellt, vom Grundlagenwissen bis hin zu ersten Anwendungen und vielversprechenden Start-ups. Dass die Vereinten Nationen 2025 zum Jahr der Quantenforschung erklärt haben, unterstreicht die Bedeutung dieses Innovationsbereichs, der auch für den Standort Österreich große Chancen bietet“, hebt Christof Gattringer, Präsident des FWF die standortrelevante Bedeutung der Förderinitiative hervor.

„Gerade bei der Entwicklung von Quantentechnologien zeigt sich die nachhaltige Wirkung investierter Fördermittel. Österreichs Forschende und Unternehmen zählen hier zur Weltspitze – ein Vorteil, von dem der Standort auch in Zukunft profitieren wird. Umso wichtiger ist es, diesen Bereich weiter auszubauen und die Dynamik beizubehalten“, so Henrietta Egerth, Geschäftsführerin der FFG.

„Die Quantenforschung baut auf den Entdeckungen von Werner Heisenberg und Erwin Schrödinger auf – 100 Jahre später sind wir heute in der Lage, einzelne Bausteine der Materie gezielt zu kontrollieren. Diese Entdeckungen werden bahnbrechende Entwicklungen möglich machen. Ich lade alle Interessierten ein, anlässlich des UN-Jahres der Quantenforschung heuer bei einer der zahlreichen Veranstaltung in die Welt der Quanten einzutauchen,“ so Gregor Weihs (Universität Innsbruck), Director of Research des Exzellenzclusters „Quantum Science Austria“.

„Wir sehen am Beispiel unseres Start-ups die wissenschaftliche Attraktivität des Standorts Österreich im Quantenbereich. Das hierzulande gut ausgebaute Quanten-Ökosystem spielt eine wesentliche Rolle, um auch als Unternehmen in diesem hochinnovativen Bereich Investoren und Mitarbeitende zu gewinnen. Unser Ziel ist es, weiter zu wachsen und am Markt zu reüssieren und letztendlich wissenschaftliche Erkenntnisse in marktfähige Produkte und Anwendungen zu bringen“, so Rupert Ursin, CEO des Quanten-Start-ups „Quantum Industries“.

Blick zurück auf die erste Quantenrevolution

Forschende an zahlreichen österreichischen Standorten spielten bereits in der ersten Quantenrevolution eine bedeutende Rolle – wesentliche Finanzierungen kamen über viele Jahre hinweg unter anderem auch vom FWF. Physiker wie Anton Zeilinger und seine Vorgänger Helmut Rauch und Herbert Pietschmann leisteten wegweisende Beiträge, insbesondere in experimenteller Quantenphysik. Zeilingers Arbeiten zu Quantenverschränkung und Quantenteleportation erlangten weltweite Anerkennung und wurden 2022 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.

Vom Verständnis zur Kontrolle der Quantenphänomene

Seit Beginn des 21. Jahrhunderts steht die zweite Quantenrevolution im Fokus, bei der Quantenphänomene nicht nur erforscht, sondern gezielt kontrolliert werden, was neue Möglichkeiten in den Bereichen Kommunikation, Kryptografie, Computing, Simulation und Sensorik eröffnet. In Österreich führten Entwicklungen wie die Gründung des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) im Jahr 2003, des Austrian Institute of Technology (AIT) und des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) zu einem deutlichen Ausbau der Forschungslandschaft. Diese Institutionen und Universitäten wie Linz, Innsbruck und Wien sowie die Österreichische Akademie der Wissenschaften spielen heute eine zentrale Rolle im globalen Quantenforschungsnetzwerk.

Investitionen von FWF und FFG zeigen Wirkung

Dank der Förderung durch den FWF und die FFG sowie der Unterstützung des öffentlichen Sektors hat sich Österreich auch jüngst weiter zu einem führenden Standort für Quantenforschung und -innovation entwickeln können. Dieses Quanten-Ökosystem trägt dazu bei, wissenschaftliche Durchbrüche in praktische Anwendungen zu überführen und Österreichs Position in einem der bedeutendsten Felder der modernen Wissenschaft zu stärken. Über die letzten 30 Jahre wurden in Österreich laut einer aktuellen WIFO/IHS/JR-Studie insgesamt 400 Millionen Euro in die Quantenforschung (Grundlagen- und angewandte Forschung) investiert, davon rund 284 Millionen Euro durch den FWF. Die Erfolge der österreichischen Quantenforschung basieren laut Studie demnach auf einem Zusammenspiel von Grundlagenforschung, langfristigen Förderungen und internationaler Vernetzung. Spin-offs wie Austrian Quantum Technology, ParityQC oder Quantum Industries stehen beispielhaft für den Transfer von wissenschaftlichen Erkenntnissen in innovative Unternehmen. Seit 2012 wurden sieben Start-ups im Bereich Quantentechnologien gegründet, die alle aus österreichischen Forschungsinstitutionen hervorgegangen sind.