Ein neuer Meilenstein für die Quantenforschung

Wie würde eine Welt aussehen, in der abh?rsichere Kommunikation, ultrapr?zise Messtechnik und revolution?re Computertechnologien Realit?t w?ren? Um diese Ziele zu erreichen, hat der Bau- und Liegenschaftsbetrieb des Landes Nordrhein-Westfalen (BLB NRW) das ?Photonic Quantum Systems Laboratory“ (PhoQS Lab) für die Universit?t Paderborn geplant, umgesetzt und heute übergeben. Der hochmoderne Forschungsbau ist ein Zentrum für internationale Spitzenforschung im Bereich der Quantenphotonik – mit dem Potenzial, unsere digitale Welt grundlegend zu ver?ndern.

Im PhoQS Lab werden Wissenschaftler*innen mit verschiedenen Fachexpertisen zusammenarbeiten, um Neues auf dem Gebiet der Quantenphotonik zu schaffen und Grundlagenforschung in die Anwendung zu bringen. Die Erforschung photonischer, also lichtgetriebener, Quantentechnologien ist von besonderer Bedeutung für optische Schlüsseltechnologien mit einem sehr breiten Anwendungsfeld – von der Kommunikationstechnik bis zur Sensorik. 

Ein Beispiel ist die Quantenkryptografie, die Banktransaktionen, Regierungsdaten und pers?nliche Informationen durch abh?rsichere Verschlüsselung revolutionieren soll. Auch in der Messtechnik wird das Labor neue Ma?st?be setzen: Hochpr?zise Quantensensoren k?nnten künftig für pr?zisere Abstandsmessungen in Fahrzeugen eingesetzt werden. Parallel dazu er?ffnen Quantencomputer beispiellose Rechenleistungen für Materialwissenschaft und künstliche Intelligenz. Photonische Quantenchips haben zudem langfristig das Potenzial, als miniaturisierte Prozessoren den Grundstein für ein Quanten-Internet mit Netzwerk-Quantenrechnern zu bilden. Die international anerkannten Wissenschaftler*innen vom ?Institut für Photonische Quantensysteme“, die das PhoQS Lab künftig beherbergen wird, bringen ihre Expertise damit in eine der bedeutendsten Technologien unserer Zeit ein.

Ein hochspezialisiertes Geb?ude für exzellente Forschung 

Der Neubau wurde vom BLB NRW in enger Kooperation mit der Universit?t Paderborn realisiert. Innerhalb von drei Jahren Bauzeit entstand ein hochtechnisiertes Forschungsgeb?ude, das unter Einhaltung nachhaltiger Aspekte gebaut wurde, um h?chste wissenschaftliche Ansprüche zu erfüllen. Eine pr?zise Planungs- und Umsetzungsphase sowie die enge Zusammenarbeit zwischen Universit?t, Bauherr, Planungsbüros und bauausführenden Unternehmen erm?glichten eine planm??ige Fertigstellung. 

Mit einer Bruttogrundfl?che von 7.950 Quadratmetern umfasst das PhoQS Lab vier Vollgeschosse und ein Teilgeschoss für die technischen Anlagen. Besondere bauliche Ma?nahmen wie die statische Trennung von Büro- und Labortrakt durch eine schallentkoppelnde Setzfuge garantieren schwingungsfreie Messungen im Laborbereich. Die empfindlichsten Messger?te ruhen auf speziell entkoppelten Fundamenten, die direkt auf dem stabilen felsigen Untergrund liegen und externe Vibrationen minimieren.

Ein zentrales Element ist der etwa 1.000 Quadratmeter gro?e Reinraumbereich im unteren Geschoss. Hier gew?hrleisten modernste Technologien eine extrem saubere Umgebung mit pr?ziser Kontrolle von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Partikelfreiheit – essenziell für hochsensible Forschung.

Das Geb?ude erfüllt hohe Nachhaltigkeitsstandards und wird nach dem Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB) mit ?Silber‘ zertifiziert. Eine Photovoltaikanlage, eine hochd?mmende Geb?udehülle und effiziente W?rmerückgewinnung tragen zur Reduktion des Energieverbrauchs bei und optimieren den ?kologischen Fu?abdruck. Als die Projektierung des Geb?udes begann, war eine BNB-Silber-Zertifizierung noch nicht verpflichtend. Dennoch hat der BLB NRW bereits frühzeitig nachhaltige Baukriterien berücksichtigt. Dadurch konnte die Zertifizierung ohne zus?tzliche Anpassungen beantragt werden.

Ein Leuchtturmprojekt für den Forschungsstandort NRW

Die Gesamtkosten von etwa 82,7 Millionen Euro tragen das Land und die Universit?t gemeinsam; der Bund unterstützt das Vorhaben mit einer F?rdersumme von 24,69 Millionen Euro. Das Projekt PhoQS Lab wurde bereits vom Wissenschaftsrat, der wissenschaftliche Vorhaben bewertet und Empfehlungen für die Forschungspolitik gibt, mit der Bestnote ?herausragend“ bewertet. Auf dieser Grundlage erfolgte im Mai 2020 die Genehmigung durch die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz (GWK). In der GWK wirken die Wissenschafts- und Finanzministerien von Bund und L?ndern mit dem Ziel zusammen, die Leistungsf?higkeit des Forschungsstandorts Deutschland weiter zu f?rdern. Ihr Beschluss ist Ausweis der zukünftigen überregionalen Bedeutung des PhoQS Lab und war eine entscheidende Voraussetzung für die weitere Planung und Umsetzung des Projekts.

Das PhoQS Lab wird nicht nur die wissenschaftliche Exzellenz der Universit?t Paderborn st?rken, sondern kann langfristig auch wirtschaftliche Impulse setzen. Durch den Aufbau eines wissenschaftlichen ?kosystems entstehen nationale sowie internationale Partnerschaften mit führenden Institutionen und Unternehmen, die die Innovationskraft der Region weiter steigern und eine Grundlage für Start-ups bilden.

Statements

Wissenschaftsministerin Ina Brandes: ?Quantentechnologien sind ein Schlüssel für ein fortschrittliches und besseres Leben. Dadurch erhoffen wir uns zum Beispiel pr?zisere und schnellere medizinische Diagnosen, eine abh?rsichere Kommunikation oder ein Quanten-Internet, das unsere digitale Welt revolutionieren wird. In Nordrhein-Westfalen setzen wir neue Ma?st?be in der Quanten-Spitzenforschung – auch dank des Instituts für Photonische Quantensysteme in Paderborn. Mit dem PhoQS Lab ist eine herausragende Forschungsinfrastruktur mit hervorragenden Bedingungen für die photonische Quantenforschung geschaffen worden. Das ist zukunftsweisend für die Forschungslandschaft in Nordrhein-Westfalen und wird dazu beitragen, die nationale Technologieführerschaft unseres Landes in Sachen Quantentechnologie auszubauen.“

Dr. Dirk Günnewig, Staatssekret?r im Ministerium der Finanzen NRW und Vorsitzender des BLB NRW-Verwaltungsrates: ?Mit dem PhoQS Lab zeigen wir auch, wie staatliches Bauen Forschung auf Weltniveau unterstützt – effizient, nachhaltig und zukunftsgerichtet. Das freut mich als Verwaltungsratsvorsitzender des BLB NRW sehr. Forschung mit dem Anspruch internationaler Bedeutung wie am PhoQS Lab erfordert gezielte Investitionen in die Infrastruktur und baufachliches Know-how in der Umsetzung. Die Schlüsselübergabe zeigt, dass der Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW der Spitzenforschung in hervorragender Weise Raum gibt und beweist seine Leistungsf?higkeit.“

Prof. Dr. Matthias Bauer, Pr?sident der Universit?t Paderborn: ?Das PhoQS Lab ist ein bedeutender Schritt für den Forschungsstandort Nordrhein-Westfalen und weit darüber hinaus. Es st?rkt unsere exzellente Forschung, bietet hochqualifizierte Arbeitspl?tze und schafft eine attraktive Umgebung für den wissenschaftlichen Nachwuchs.“

Prof. Dr. Christine Silberhorn, Sprecherin des Instituts für Photonische Quantensysteme: ?Die Fertigstellung des PhoQS Labs ist für uns ein wichtiger Meilenstein, um in der internationalen Spitzenforschung zu photonischen Quantentechnologien im Wettbewerb bestehen zu k?nnen. Die hochmoderne Infrastruktur erm?glicht es uns, gro?e, aufwendige optische Experimente auf Chipgr??e zu miniaturisieren und eine Quantentechnologie zu entwickeln, die in Zukunft auch in Anwendungen einsetzbar wird.“

Gabriele Willems, Gesch?ftsführerin des BLB NRW: ?Wir freuen uns, dass wir als Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW dieses anspruchsvolle Projekt erfolgreich umgesetzt haben. Mit nachhaltiger Bauweise und modernster Infrastruktur haben wir hier ein Geb?ude geschaffen, das den h?chsten Anforderungen an die Spitzenforschung gerecht wird.“

Wolfgang Feldmann, Leiter der Niederlassung Bielefeld des BLB NRW: ?Bereits in der Projekt- und frühen Planungsphase haben wir gro?en Wert auf Nachhaltigkeit gelegt – lange bevor die BNB-Silber-Zertifizierung verpflichtend wurde. Das zeigt, dass der BLB NRW vorausschauend handelt und nachhaltiges Bauen als integralen Bestandteil seiner Projekte versteht."

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