(openPR) Mario Chemnitz arbeitet daran, Rechnen auf eine neue Grundlage zu stellen: nicht mit elektrischen Strömen in Computerchips, sondern mit Licht. Sein Ziel sind optische neuronale Netze, die Lichtwellen nutzen, um Datenmuster zu verarbeiten, ähnlich wie Nervenzellen im Gehirn. In seiner Nachwuchsgruppe Smart Photonics untersucht er Glasfasern und optische Mikrochips, in denen ultrakurze Lichtpulse miteinander wechselwirken. Diese Wechselwirkungen – sogenannte nichtlineare Effekte – verändern das Spektrum und die Form der Pulse. So können Rechenschritte direkt im Lichtsignal erfolgen, ohne dass elektronische Prozessoren die Daten übersetzen müssen.
„Ich freue mich sehr über diese Auszeichnung“, sagt Mario Chemnitz. „Gerade jetzt werden neue Durchbrüche dringend benötigt, um die gigantischen Datenmengen in Medizin und Datencentern zu verarbeiten. Wir möchten verstehen, wie wir die Dynamik von Lichtwellen gezielt steuern können, um Informationen direkt im Lichtsignal zu verarbeiten. Das Fellowship gibt uns die Freiheit, im Team fundamental neue Ideen zu verfolgen, die aufgrund ihrer Interdisziplinarität nur schwer über die gängigen Förderwege in Deutschland unterzubekommen sind.“
Verbesserte Effizienz in der Datenverarbeitung steht dabei im Mittelpunkt. „Solche Systeme könnten künftig große Datenmengen schneller und mit geringerem Energiebedarf verarbeiten, etwa in der medizinischen Diagnostik“, erklärt Chemnitz. „Moderne Mikroskope erzeugen innerhalb kurzer Zeit Terabyte an sensiblen Bilddaten. Deren Speicherung und Auswertung stellt Labore und Kliniken vor technische und rechtliche Herausforderungen. Wenn wir die Verarbeitung direkt in das optische Signal verlagern können, entfällt ein großer Teil dieser Engpässe.“
Chemnitz und sein Team konnten bereits zeigen, dass eine einzelne Glasfaser Funktionen übernehmen kann, für die heute komplexe elektronische Architekturen notwendig sind. Das reduziert den technischen Aufwand, die Notwendigkeit der Zwischenspeicherung und senkt den Energiebedarf, was angesichts wachsender KI-Anwendungen gesellschaftlich zunehmend relevant ist.
Chemnitz studierte Physik an der Friedrich-Schiller-Universität Jena und vertiefte seine Forschung an der University of Cambridge im Bereich laserbasierter Messmethoden. Er promovierte mit Auszeichnung am Leibniz-IPHT bei Prof. Dr. Markus Schmidt über Lichtpulse in Flüssigkern-Fasern. Anschließend forschte er mit dem Banting Fellowship am Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) in Montréal. 2022 kehrte er nach Jena zurück und gründete die Nachwuchsgruppe Smart Photonics am Leibniz-IPHT. Seit Ende 2023 ist er Junior-Professor für Intelligente Photonische Systeme an der Universität Jena.
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