Die Zukunft mitgestalten
Projekte

Quanten­in­for­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung mit skalier­ba­rer Halblei­ter-Spin-Qubit Chips

Dominic Barthlott - Hector Fellow Wolfgang Wernsdorfer

Quantencomputer besitzen das Potenzial, klassische Probleme wie komplexe Simulations-, Optimierungs- und Kryptografieaufgaben erheblich zu beschleunigen, setzen dafür jedoch skalierbare und robuste Qubit-Technologien voraus. Halbleiter-Spin-Qubits vereinen lange Kohärenzzeiten mit etablierten, industriellen Fertigungsprozessen. Dieses Projekt fokussiert sich auf die Implementierung präziser Zwei-Qubit-Gatter, welche dann zu Multi-Qubit-Arrays erweitert und deren Leistungsfähigkeit mit Quantenalgorithmen und umfassenden Benchmarking-Verfahren validiert werden.

3D-Modell eines Si/SiGe-Bauelements mit in Quantenpunkten eingeschlossenen Elektronen der Spin-Qubits (Quelle: https://doi.org/10.1038/s41534-025-01016-x)

© Dominic Barthlott

Neuro­nale Mecha­nis­men des visuel­len perzep­tu­el­len Lernens bei Kindern und Erwachsenen

Dominik Aschenbrenner - Hector RCD Awardee Sebastian Frank

Visuelles perzeptuelles Lernen (VPL) ist eine Form von visuellem Fähigkeitslernen, das bei Erwachsenen untersucht wurde, um neuronale Lernmechanismen zu identifizieren. Es ist jedoch nicht bekannt, ob Kinder ähnliche neuronale Lernmechanismen für VPL benutzen. In diesem Projekt werden wir nicht-invasive Bildgebung des Gehirns verwenden, um neuronale Mechanismen von VPL zu messen und zwischen Kindern und Erwachsenen zu vergleichen. Wir hoffen dadurch herauszufinden, ob und wie sich Lernen von der Kindheit zum Erwachsenenalter verändert.

© Dominik Aschenbrenner

Synthese und Charak­te­ri­sie­rung biofunk­tio­na­li­sier­ter Organozinn-Chalkogenidcluster

Martina Kämpfe - Hector Fellow Stefanie Dehnen

Die Zytotoxizität organischer Zinnverbindungen ermöglicht deren Einsatz in der Chemotherapie von Krebserkrankungen. Organozinn-Chalkogenidcluster setzen bei ihrer Zersetzung im Sauren neben organischer Zinnverbindungen auch hochgradig toxisches Chalkogenwasserstoff frei. Damit die Cluster biokompatibel sind, müssen sie mit Biomolekülen modifiziert werden. Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Synthese von biofunktionalisierten Organozinn-Chalkogenidclustern sowie deren Zersetzungsverhalten.

© Martina Kämpfe

Mecha­nis­men der mitochon­dria­len Prote­in­trans­lo­ka­tion und Membranbiogenese

Pragya Kaushik - Hector Fellow Nikolaus Pfanner

Der Proteinimport in Mitochondrien wird durch die Präsequenz-Translokase der inneren Membran (TIM23-Komplex) vermittelt. Während Tim17 eine zentrale Rolle für die Translokation durch die Innenmembran hat, ist die genaue Funktion von Mgr2, einem kleinen Transmembranprotein, bislang unklar. Ziel dieses Projekts ist es, die Rolle von Mgr2 für den Proteinimport, die Insertion in die Innenmembran und die Stabilität der Translokase mithilfe genetischer, biochemischer und struktureller Ansätze zu untersuchen.

© Pragya Kaushik

CRISPR/Cas und RNA-Thera­peu­tika für erbli­che Netzhauterkrankungen

Pietro De Angeli - Hector Fellow Eberhart Zrenner

Sehverlust durch erbliche Netzhauterkrankungen wird durch fehlerhafte Gene verursacht. Meine Forschung nutzt moderne Werkzeuge wie CRISPR und RNA-Therapien, um Mutationen in Genen wie RHO, USH2A und ABCA4 gezielt zu korrigieren oder Stillzulegen. Diese Therapien werden in fortschrittlichen patientenbasierten Modellen getestet, darunter aus Stammzellen abgeleitete Netzhautzellen, mit dem Ziel, sichere und wirksame Behandlungen für die klinische Anwendung zu entwickeln.

© Pietro De Angeli