ÖSteRReIcH JOuRNAl NR. 212 / 29. 10. 2024 Wissenschaft 156 Computer, der künftig an „MUSICA“ angebunden werden soll, um dadurch das System weiter beschleunigen zu können. Ein „Proof of Concept“, das heißt, eine Überprüfung der Umsetzbarkeit mit den bestehenden lokalen Systemen, wurde bereits erfolgreich realisiert. Die Installation von „MUSICA“ in Wien ist derzeit im Gang – für den Spätherbst 2024 ist der Testbetrieb, für Jahresbeginn 2025 der Regelbetrieb geplant. An den Standorten Innsbruck und Linz erfolgt der Aufbau in der ersten Jahreshälfte 2025. Ab Juli 2025 soll auch dort der Regelbetrieb aufgenommen werden. Unter der Federführung des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung (BMBWF), welches die Umsetzung von „Quantum Austria“ verantwortet, stehen bis 2026 107 Millionen Euro an EU-Aufbauplan-Mitteln für Quantenforschung, Quantentechnologien und „Next generation HPC- Computing“ bereit. Im österreichischen EU- Aufbauplan ist „Quantum Austria“ in Komponente 3 – Wissensbasierter Aufbau verankert. Im Auftrag des BMBWF und finanziert von der Europäischen Union im Rahmen des Aufbau- und Resilienzplans (2020-2026) wer den der FWF (Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung) und die Ös - terreichische Forschungsförderungs GmbH (FFG) in den Jahren 2021 bis 2026 die Förderinitiative Quantum Austria umsetzen. FWF und FFG setzen dazu eine Auswahl ihrer jeweiligen Förderungsinstrumente für Foto: TU Wien / Matthias Heisler v.l.: Peter Ertl (TU Wien), Nora Sikora-Wentenschuh (BOKU University), Alexander Freischlager (JKU Linz), Ronald Maier (Vizerektor für Digitalisierung und Wissenstransfer Uni Wien), Ernst Haunschmid (TU Wien), Bundesminister Martin Polaschek (BMBWF), Alexander Ostermann (Uni Innsbruck) und Horst Bischof (TU Graz) Personal und Infrastruktur ein. Ein Teil der Mittel sind für Forschungsinfrastruktur im höchstinnovativen Bereich von next generation High Performance Computing, Quantencomputing sowie deren Verknüpfung vorgesehen. Die wissenschaftlichen Fragestellungen der Projekte aus dem Bereich der Quantenforschung und Quantentechnologie können sich beispielsweise über folgende Themenbereiche erstrecken: m gezielte Präparation und Kontrolle von Quantenzuständen; »Österreich Journal« – https://kiosk.oesterreichjournal.at m neue Algorithmen und mathematisch-theoretische Konzepte, die Superposition und Verschränkung von Quantenzuständen ausnützen; m Entwicklungen und Anwendungen in den Bereichen Quantenkommunikation, Quan - tensensorik, Quantenmetrologie, Quantensimulation, Quantencomputing und Quanteninformation; m Entwicklung von auf Quantenphänomenen beruhenden Ideen in benachbarten Gebieten der Physik, der Mathematik, der Chemie und in biologischen Systemen.• Forschende der uni Graz berechnen mit KI die Oberflächen-Strukturen von Bakterien, Archaeen und Viren Bakterien, Archaeen und Viren schützen sich mit einer Hülle aus Proteinen vor Angriffen von außen. Bei diesen Oberflächen handelt es sich um komplexe regelmäßige, symmetrische Strukturen. Ein Team um Tea Pavkov-Keller an der Universität Graz hat eine Methode entwickelt, mit der sich die Struktur der Hülle von Bakterien, Archaeen und Viren mit Hilfe von KI zuverlässig bis ins kleinste Detail berechnen läßt. Das spart enorm viel Zeit und Aufwand im Labor. Im Fachmagazin „Nature Communications“ wird das neue Verfahren mit dem Namen „SymProFold“ erstmals vorgestellt. Wofür ForscherInnen im Labor bisher Mo nate oder gar Jahre gebraucht haben, das läßt sich nun am Computer in wenigen Stunden berechnen. „Wir haben mit SymProFold eine Methode entwickelt und optimiert, mit der wir in kurzer Zeit die Struktur von komplexen regelmäßigen Protein-Assemblierungen berechnen können“, berichten Christoph Buhlheller und Theo Sagmeister vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Uni Graz. Alles, was ForscherInnen dazu brauchen, ist eine Sequenz des Proteins, aus dem das Gitter aufgebaut ist. Die Bestätigung der errechneten Struktur im Labor sichert das Ergebnis ab. Durch das rechnerisch erworbene Vorwissen können die Experimente zielgerichtet durchgeführt werden, wodurch wertvolle Zeit eingespart wird. Jede Art von Virus, Archaea oder Bakterium hat eine eigene Oberflächenstruktur. Vi renhüllen werden Capside genannt, jene von Bakterien und Archaea S-Layer – S für surface, deutsch Oberfläche. Letztere sind be - sonders komplexe, supramolekulare Gebilde. „Wenn wir genau wissen, wie diese Struk - turen aussehen, kennen wir auch ihre Stärken und Schwächen“, erklärt Tea Pavkov-Keller, Leiterin der Arbeitsgruppe. „Jene Stellen, an denen die Interaktionen stattfinden, können Angriffspunkte für Medikamente sein. Denn wenn Wirkstoffe dort Interaktionen verhindern, kann sich die Schutz-Hülle nicht mehr bilden.“ Dieses Wissen ist auch für andere Bereiche des Nano-Designs nützlich. S- Layer sind für die Entwicklung verschiedenster An wen dungen interessant, etwa Biosensoren oder Be schichtungen. Die genaue Kenntnis der Protein-Gitter-Struktur erlaubt es, ihnen durch gezielte Veränderungen ganz bestimmte Eigenschaften zu verleihen. Sym- ProFold kann von allen WissenschaftlerInnen für Forschungszwecke genutzt werden. • https://biohealth.uni-graz.at/de/
ÖSteRReIcH JOuRNAl NR. 212 / 29. 10. 2024 Wissenschaft tiefe Blicke ins universum Zwei Instrumente für das extremely large telescope mit österreichischer Beteiligung – Meilenstein erreicht: MetIS und MIcADO bestehen Designprüfung 157 Foto: ESO / L. Calçada Künstlerische Darstellung des fertigen Teleskops am Cerro Amazones in Chile Zwei Instrumente für das künftig größte optische Teleskop der Welt, das Extremely Large Telescope der Europäischen Süd - sternwarte in Chile, haben die abschließende Designprüfung bestanden und damit ei - nen wichtigen Meilenstein erreicht. Sie werden künftig Bilder des Universums in noch nie da gewesener Tiefe liefern: METIS, eine Ka mera plus Spektrograph im mittleren Infrarotbereich, wird durch Staub- und Gaswolken blicken und so die Stern- und Planeten-Entstehung nachvollziehen können. Die 20 Tonnen schwere Kamera MICADO hingegen soll unter anderem Bilder von Sternsystemen in nahen Galaxien, Exoplaneten und schwarzen Löchern liefern. An der Entwikklung ist die österreichische Kooperation A* (Universitäten Wien und Innsbruck, JKU Linz, Ös terreichische Akademie der Wissenschaften) beteiligt. In rund drei Jahren soll das Extremely Lar - ge Telescope (ELT) der Europäischen Süd - sternwarte (ESO) in der chilenischen Atacama-Wüste in Betrieb gehen. Ausgerüstet mit verschiedenen Instrumenten, zwischen denen man innerhalb von Minuten umschalten kann, wird das ELT von der Erde aus Blicke ins Universum in noch nie dagewesener Tie - fe ermöglichen. Zwei dieser Instrumente, an deren Entwicklung auch zahlreiche österreichische ExpertInnen beteiligt sind, haben nun die abschließende Designprüfung be standen und damit einen wichtigen Meilenstein erreicht: Die „Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations“ (MICADO), eine leistungsstarke hochauflösende Kamera für das ELT, hat die Designphase im Sommer abgeschlossen; der „Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph“ (METIS) bereits im Mai. Beide Instrumente sollen bereits beim Start des ELT oder kurz danach in Betrieb gehen. METIS, Kamera und Spektrograph zugleich, ist für die Beobachtung im mittleren Infrarotbereich ausgelegt und eignet sich daher ideal für die Untersuchung kalter oder von Staub umhüllter Objekte. „Während sehr »Österreich Journal« – https://kiosk.oesterreichjournal.at heiße Objekte wie unsere Sonne hauptsächlich sichtbares Licht aussenden, strahlen kältere Objekte wie Planeten oder Staubwolken vor allem im mittleren Infrarotbereich. Durch die Analyse des Lichts in diesem Frequenzbereich wird METIS untersuchen, wie sich Sterne und Planeten in Staub- und Gaswolken bilden, und kann durch den Staub im Zentrum von Galaxien blicken, um deren su - permassereiche schwarze Löcher zu untersuchen“, erklärt Kieran Leschinski vom Institut für Astrophysik der Universität Wien. Er ist Teil der österreichischen ExpertInnengrup - pe, an der die Universität Wien, die Universität Innsbruck, die Johannes Kepler Universität Linz sowie RICAM Linz/Österreichische Akademie der Wissenschaften beteiligt sind. Beiträge zur Forschung an Exoplaneten Darüber hinaus wird METIS voraussichtlich spannende Beiträge zur Erforschung von Exoplaneten leisten, indem es kleine, felsige
Ausg. Nr. 212 • 29. Oktober 2024
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