Seminarbericht

Moderne Informationstechnologie basiert auf größtenteils effizienten Prozessoren und der Silizium-Halbleitertechnologie. Seit den 1970er-Jahren treibt das sog. Mooresche Gesetz die Entwicklungen voran und garantiert ein nahezu exponentielles Wachstum der Rechenleistung. Heutzutage betragen die Abmessungen der Transistoren nur noch wenige Nanometer, und das elektronische Tunneln oder Quantisierungseffekte bilden immer größere Hürden für eine weitere Skalierung. Daher werden neue Konzepte gesucht, die zu einem geringeren Energieverbrauch oder zu einer neuen Funktionalität der Schaltkreise führen.

Vom 7. – 9. Januar 2019 diskutierten im Physikzentrum Bad Honnef 60 Teilnehmer die aktuellen Entwicklungen und Herausforderungen auf dem Gebiet der spin-basierten Datenverarbeitung. So wurden Datenverarbeitungsvorgänge zur Mustererkennung mittels neuromorphischen Systemen, welche den Vorgängen im menschlichen Gehirn entlehnt sind, diskutiert. Ein weiterer Themenblock beschäftigte sich mit Logik-Schaltkreisen, die auf magnetischen Anregungen oder Magnonen basieren. Hier wurden verschiedene Ansätze für magnonische Transistoren sowie erste integrierte Schaltungskonzepte präsentiert. Höchste Schalt- und Auslesegeschwindigkeiten von Informationen sind in diesem Themenfeld ebenfalls extrem wichtig. Konzepte zur „ultraschnellen Magnetisierungskontrolle“ mittels Licht bildeten deshalb eine weitere Säule des Programms. In verschiedenen Vorträgen wurde zudem der aktuelle Forschungsstand zu Quanteninformationsverarbeitung mit magnetischen Molekülen, Quantenpunkten und sog. Majorana-Fermionen diskutiert. Ein Abendvortrag gab einen Einblick in die Anwendungsfelder und Herausforderungen moderner Informationstechnologie im Bereich selbstfahrender Autos und dem Internet der Dinge. In mehreren Postersitzungen hatten die Teilnehmer Gelegenheit, ihre Forschung zu präsentieren und mit Kollegen zu diskutieren.

Wir danken allen Teilnehmern für ihre interessanten Beiträge und die lebhaften Diskussionen, die bis tief in die Nacht hinein reichten. Ein weiterer großer Dank geht an die Wilhelm und Else-Heraeus-Stiftung für die finanzielle und organisatorische Unterstützung.

Dr. Ulrike Ritzmann, Uppsala University

PD Hans Hübl, Walther-Meissner-Institut, Bayrische Akademie der Wissenschaften

Dr. Evangelos Papaioannou, TU Kaiserslautern