Das Institut für Komplexe Quantensysteme ist eines der drei Theorie-Institute der Fakultät für Physik der Universität Ulm.

Die Forschung an diesem Institut konzentriert sich auf die moderne Quantenphysik und baut auf den Grundlagenarbeiten von vor 100 Jahren auf, die ursprünglich auf das Verständnis einzelner Atome und kleiner Moleküle abzielten. Heute untersucht das Institut deutlich größere Systeme, beispielsweise künstliche Atome auf Chips, die tausendmal größer als natürliche Atome sind, aber ähnliche Eigenschaften aufweisen. Diese künstlichen Atome spielen eine zentrale Rolle für neue Technologien wie das Quantencomputing, das die Informationsverarbeitung innerhalb des nächsten Jahrzehnts revolutionieren könnte. Der Wandel von der Untersuchung isolierter Teilchen zur Erforschung kollektiven Verhaltens in Festkörpersystemen verdeutlicht, wie sich Quanteneffekte mittlerweile auf makroskopischen Skalen manifestieren. Das Institut betreibt ein breites Spektrum theoretischer und experimenteller Forschung in enger internationaler Zusammenarbeit mit Partnern in Europa und weltweit.

Das Institut verfügt über eine vielfältige Gemeinschaft mit Mitgliedern aus aller Welt.

Hier ist ein Erfahrungsbericht eines unserer Postdoktoranden, der Einblicke in seine Arbeit zur DNA als komplexes System gibt. Seine Forschung konzentriert sich darauf, wie die Quantenmechanik epigenetische Effekte erklären kann – Umwelteinflüsse, die die Expression von DNA in Zellen beeinflussen und so die Proteinproduktion und den Stoffwechsel beeinflussen. Ziel ist es herauszufinden, ob die Quantenmechanik Aufschluss über die Wechselwirkung zwischen Umwelt und DNA geben kann. Ein vielversprechendes Forschungsgebiet ist das „doppelte Protonentunneln“, bei dem sich Protonen durch Quantentunneln zwischen benachbarten DNA-Basenpaaren bewegen. Sollte sich dieses Phänomen als signifikant erweisen, könnte es die Relevanz der Quantenmechanik für das Verständnis epigenetischen Verhaltens unterstreichen. _{Das Video ist in englischer Sprache.}