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Klassische Computer geraten bei der Mustererkennung und der Berechnung optimaler Lösungen für große Systeme an ihre Grenzen. Vielversprechend sind neue Technologien wie neuromorphes Computing und Quantencomputing. Sie setzen jedoch Materialien mit neuen magnetischen und elektronischen Eigenschaften voraus. Hierzu forscht der Theoretische Physiker Dr. Juba Bouaziz. An der Universität Duisburg-Essen hat er das exzellente Umfeld gefunden, das er dafür benötigt. Der 35-Jährige kehrt dank des NRW-Rückkehrprogramms aus Japan nach Deutschland zurück und wird eine eigene Nachwuchsgruppe aufbauen.
Dr. Juba Bouaziz befasst sich mit der Entwicklung völlig neuer Materialien für ultraeffiziente Rechnerarchitekturen. Genauer: Er designt Strukturen für neuromorphes Computing, das die Arbeitsweise des Gehirns nachahmt, und für Quantencomputing, das die Prinzipien der Quantenphysik nutzt. Die neuen Bauelemente basieren nicht mehr auf klassischer Elektronik, sondern auf quantenmechanischen Effekten.
„Meine Methodik besteht darin, klassische Computer als Plattform für die Entdeckung und den Entwurf von Quantenmaterialien zu nutzen. Um Materialien für neuromorphe Bauelemente, z. B. spintronische Synapsen zu entwerfen und zu optimieren, verwende ich einen multiskaligen Ansatz, der Quantensimulationen und maschinelles Lernen kombiniert“, erklärt Bouaziz. „Für Quantencomputing-Anwendungen, z. B. Qubits, bei denen jedes Atom zählt, verwende ich Hochleistungsrechner und groß angelegte Simulationen, die sich auf Hunderttausende von Atomen erstrecken. Meine Forschung wird ein mikroskopisches Verständnis und Designregeln für Quantenmaterialien liefern und damit die Entwicklung energieeffizienter neuromorpher Hardware und skalierbarer Quantencomputing-Technologien unterstützen.“
Die Universität Duisburg-Essen bietet ihm dafür ein wissenschaftlich exzellentes Umfeld: Mit dem Center for Nanointegration Duisburg-Essen (CENIDE), dem Sonderforschungsbereich 1242 zur Nichtgleichgewichtsdynamik in Quantenmaterialien sowie dem Transregio 270 zur Hysterese magnetischer Materialien findet Bouaziz ein breites Spektrum komplementärer Expertise vor. Enge Anknüpfungspunkte bestehen insbesondere zu den Arbeitsgruppen für Dichtefunktionaltheorie, Quantenmaterialien und neuromorphe Gerätekonzepte.
Bouaziz studierte in Algerien Physik und war ab 2014 Wissenschaftler im Forschungszentrum Jülich. 2019 wurde er an der RWTH Aachen promoviert. Anschließend forschte er an der University of Warwick, dem Forschungszentrum Jülich und zuletzt zwei Jahre an der Universität Tōkyō. Er wurde mehrfach ausgezeichnet, unter anderem mit dem Feodor-Lynen-Stipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung.
https://www.uni-due.de/2025-12-08-zwei-top-talente-fuer-die-ude
Dr. Juba Bouaziz
Source: Kurt Steinhausen
Copyright: UDE
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Information technology, Materials sciences, Physics / astronomy
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