Photonik: Schnelle Informationsverarbeitung mit Licht

Die Photonik ist eine der wichtigsten Zukunftstechnologien. Ähnlich wie die Elektronik mit Elektronen arbeitet, verwendet die Photonik Lichtteilchen (Photonen) zur Datenübertragung und Informationsverarbeitung. Die Photonik begegnet uns bereits heute im täglichen Leben: Von der Beleuchtung durch energieeffiziente LEDs über Displays in Smartphones bis hin zu Hochgeschwindigkeits-Internetverbindungen durch Glasfaserkabel. Ein besonderer Vorteil liegt in ihrer Geschwindigkeit - Licht bewegt sich etwa zehnmal schneller als elektrischer Strom. 

Mit Prof. Dr. Wolfram Pernice erhält ein herausragender Photonik-Forscher der Universität Heidelberg den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen  Forschungsgemeinschaft (DFG). Er forscht auf dem Gebiet der integrierten Photonik, um neue Methoden für die Informationsverarbeitung und für schnelle Rechenverfahren mit Licht zu entwickeln. Dazu arbeitet er mit Verfahren der Nanofertigung an Chipsystemen, die auf Anwendungen in der Künstlichen Intelligenz und den Quantentechnologien zielen. Mit seiner Forschung zum sogenannten neuromorphen photonischen Rechnen hat der Experimentalphysiker Pionierarbeit geleistet, wie die DFG hervorhebt. Am Kirchhoff-Institut für Physik leitet Prof. Pernice die Arbeitsgruppe „Neuromorphic Quantumphotonics“. Die Auszeichnung – der wichtigste Forschungsförderpreis in Deutschland – ist mit einem Preisgeld von 2,5 Millionen Euro dotiert.

In seiner Arbeitsgruppe befasst sich Prof. Pernice mit neuronalen Netzwerken, bei denen Licht anstelle von Elektronen zum Einsatz kommt. Dabei verbindet er optische Methoden der physikalischen Datenverarbeitung mit parallelen Berechnungen, die für die Implementierung Künstlicher Intelligenz zentral sind. Wie die DFG betont, überschreitet seine interdisziplinäre Forschung traditionelle Grenzen; sie wirke sich auf verschiedene Disziplinen aus – von den Naturwissenschaften über die Informatik bis hin zu den Ingenieurwissenschaften. „Seine Forschungsergebnisse weisen den Weg zu innovativen und nachhaltigen Methoden, um den Energieverbrauch von KI-Computerhardware zu reduzieren und dennoch schnelle Berechnungen zu ermöglichen. Darüber hinaus ist er weltweit als Wegbereiter auf dem Gebiet der integrierten Quantenphotonik bekannt“, so die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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