Johannes Fink vom IST Austria mit Fritz Kohlrausch Preis geehrt

Der Fritz Kohlrausch Preis der Österreichischen Physikalischen Gesellschaft (ÖPG) wurde 1955 etabliert und wird alle zwei Jahre vergeben, um herausragende Leistungen in der experimentellen Physik zu würdigen. Preisträger in diesem Jahr ist Johannes Fink vom Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) in Klosterneuburg. In seiner preisgekrönten Arbeit gelang es ihm und seinem Forschungsteam, einen wichtigen elektrischen Bauteil – einen Zirkulator –  zu verwirklichen, der etwa um das Hundertfache kleiner ist als bisher möglich. Dieser Durchbruch könnte in Zukunft dabei helfen, Quantencomputer mit einer großen Zahl an Quantenbits zu realisieren.

Quantenbits, auch Qubits genannt, sind die Kernstücke eines Quantencomputers. Um diese äußerst empfindlichen Informationsträger effizient auszulesen und gleichzeitig vor Störsignalen zu schützen, sind unidirektionale Schaltkreiselemente nötig. Zirkulatoren finden in der Kommunikationstechnik breite Anwendung. Allerdings sind diese Bauteile bislang mehrere Zentimeter groß, was die Skalierbarkeit und Größe von zukünftigen supraleitenden Quantencomputern begrenzt. In seinem Experiment setzte Johannes Fink nun erstmals einen mikromechanischen Oszillator für diese Anwendung ein. Das bedeutet, dass die elektromagnetische Welle, die in diesem Fall dem Mikrowellenbereich entstammt, zur weiteren Verarbeitung in eine mechanische Welle umgewandelt wird. Diese hat eine wesentlich kürzere Wellenlänge, sodass es möglich ist, die Bauteile klein zu halten. Das Konzept der Umwandlung in mechanische Wellen wird beispielsweise für Frequenzfilter in modernen Mobiltelefonen genutzt. Fink übertrug dieses Konzept auf die Entwicklung eines Zirkulators und konnte diese Art von Bauteil so erstmals in noch nie da gewesener Kleinheit auf einem Silizium Chip herstellen.

Der Physikpreis der ÖPG wird jedes Jahr abwechselnd als Fritz Kohlrausch Preis für Leistungen in der Experimentalphysik und als Ludwig Boltzmann Preis für Leistungen in der theoretischen Physik vergeben. Letztjähriger Preisträger des Ludwig Boltzmann Preises ist Mikhail Lemeshko, der ebenfalls am IST Austria forscht. Somit stellt der noch relativ überschaubare physikalische Forschungsbereich des IST Austria zwei Preisträger des ÖPG-Physikpreises in Serie.

Nachdem Johannes Fink an der ETH Zürich sein Doktorat erhalten und ebendort als Postdoc geforscht hatte, ging er an das California Institute of Technology (Caltech). Dort legte er selbst den Grundstein für seine jetzige Arbeit. Im Jahr 2016 kam der gebürtige Vorarlberger zurück nach Österreich wo er seither am IST Austria an integrierten Quantensystemen forscht. Am IST Austria, das über eine eigene Nanofabrication Facility, also einen Reinraum zur Fabrikation winziger Bauteile verfügt, gelang ihm und seinem PostDoc Shabir Barzanjeh dann das nun mit dem Fritz Kohlrausch Preis ausgezeichnete Experiment.