ISTA Class of 2025: Feier für 58 Absolvent:innen

Das Institute of Science and Technology Austria (ISTA) weist bei seiner diesjährigen Promotionsfeier beeindruckende Zahlen vor. 55 Doktorand:innen und drei Masterabsolvent:innen feiern ihren Abschluss. Sie kommen aus 26 verschiedenen Ländern und haben ihr Studium in 38 verschiedenen ISTA Forschungsgruppen aus den Bereichen Naturwissenschaften, Mathematik und Informatik absolviert. Die diesjährigen Outstanding PhD Awards gehen an fünf Absolventen aus China, Deutschland und Österreich.

Nach rund fünf Jahren als PhD-Studierende ist die Feier ein großer Schritt für die Absolventinnen und Absolventen. Eva Benková, Dekanin der Graduate School am Institute of Science and Technology Austria (ISTA), unterstrich die Bedeutung: „Die Abschlussfeier ist mehr als ein Übergangsritus. Es ist ein Moment des Innehaltens und der Wertschätzung. Sie ermöglicht es uns, nicht nur die akademischen Leistungen unserer Studierenden zu würdigen, sondern auch die Resilienz, Kreativität und Tatkraft, die ihre Zeit am ISTA geprägt haben. Ihre Forschungsarbeiten haben die Gemeinschaft in vielerlei Hinsicht bereichert, und wir sind gespannt darauf, was sie in Zukunft erreichen werden.“

Die 26 Absolventinnen und 32 Absolventen aus fünf verschiedenen Kontinenten erhielten ihre Diplome im Rahmen einer Feier im Moonstone Seminar Center des Instituts. Benková und ISTA-Präsident Martin Hetzer gratulierten allen Absolvent:innen, bevor sie das Wort an Balázs Szendrői, Professor für Algebraische Geometrie an der Universität Wien und Vorsitzender des Ausschusses für Entwicklungsländer der Europäischen Mathematischen Gesellschaft, weitergaben.

In seiner Festrede betonte er die Bedeutung der gegenseitigen Unterstützung unter Wissenschafter:innen. Rückblickend erklärte er: „Vor etwa 25 Jahren, nach meiner eigenen Promotion, war ich auf der Suche nach einer Stelle und habe wertvolle Ratschläge und Unterstützung erhalten. Scheut euch nicht, um Hilfe zu bitten. Sucht euch formelle oder informelle Mentor:innen.“ Anschließend richtete er seine Wünsche für die Zukunft an die Absolvent:innen des ISTA: „Ich hoffe, dass ihr in 25 Jahren eine interessante Karriere aufgebaut habt, sei es in der Wissenschaft oder in der Wirtschaft. Seid dann selbst verfügbar, werdet Mentor:innen, gebt die Hilfe weiter, die ihr erhalten habt. Moderne wissenschaftliche Einrichtungen haben Wege gefunden, Ungleichheiten abzubauen. Ihr könnt ein Teil davon sein. In meinem Fall war das auch die Unterstützung von Wissenschafter:innen aus dem Globalen Süden, insbesondere aus Afrika, durch die Zusammenarbeit bei Projekten, Förderungen und vielem mehr. Wissenschaft wird oft als einsames Unterfangen karikiert. Eure Erfahrungen hier am ISTA haben euch gezeigt, dass dies irreführend ist. Wissenschaft ist globale Teamarbeit. Und Wissenschaftler sind letztendlich auch soziale Wesen. Baut unsere wissenschaftlichen Gemeinschaften auf und aus.“

Herausragende Promotionen

Mit dem ISTA Outstanding PhD Thesis Award werden, basierend auf Nominierungen durch ISTA-Professor:innen, herausragende Leistungen im Doktorat gewürdigt. Die diesjährigen Preisträger sind Elias Frantar aus der Alistarh Gruppe, Georg Arnold aus der Fink Gruppe, Huihuang Chen aus der Friml Gruppe, Joscha Henheik aus der Erdös Gruppe und Volker Karle aus der Lemeshko Gruppe.

Wachsendes Feld, schrumpfende Modelle

Elias Frantar, geboren und aufgewachsen in Wien, Österreich, schrieb über „Compressing Large Neural Networks: Algorithms, Systems, and Scaling Laws” (Komprimierung großer neuronaler Netze: Algorithmen, Systeme und Skalierungsgesetze). Große Sprachmodelle (LLMs), wie zum Beispiel ChatGPT, sind zwar zu einem äußerst leistungsstarken Werkzeug geworden, doch erfordern sie in der Regel enorme Rechenleistung und Energie für das Training und den Betrieb. Frantars Arbeit zielt darauf ab, diese Modelle zu ‚schrumpfen‘ und damit zu ‚demokratisieren‘, ohne dabei an Genauigkeit zu verlieren.

Sein Betreuer Dan Alistarh betont: „Die Arbeit von Elias Frantar ist ein außergewöhnlicher Beitrag zur Effizienz des maschinellen Lernens und zeugt von einer seltenen Kombination aus wissenschaftlicher Innovation und praktischer Relevanz. Ein Beleg für die Relevanz seiner Arbeit: Die mit seinen Techniken komprimierten Modelle wurden mehr als 40 Millionen Mal aus Open-Source-Repositorys heruntergeladen. Mit über 3000 Zitaten nach vier Jahren, einer breiten Anwendung in Wissenschaft und Industrie und einem bedeutenden Einfluss auf zukünftige Forschungsrichtungen ist seine Arbeit wirklich herausragend.“

Frantar, der inzwischen bei OpenAI arbeitet, spricht begeistert über seine Zeit am ISTA: „Vom ISTA habe ich zum ersten Mal gehört, als ich noch zur Schule ging. Die Idee, eine Weltklasse-Forschungsinstitution in der Nähe meiner Heimatstadt Wien zu etablieren, hat mich sofort begeistert. Während meiner Promotion konnte ich hautnah miterleben, wie das ISTA dank der großartigen Arbeit aller am Institut von Jahr zu Jahr mehr für ihre exzellente Forschung im Bereich des maschinellen Lernens bekannt wurde. Hoffentlich konnte meine Arbeit auch ein wenig dazu beitragen. Ich bin zuversichtlich, dass sich dieser Trend fortsetzen wird!“

Ein ‚Modem‘ für Quantencomputer

Georg Arnold, geboren in Wolfsberg, Kärnten, Österreich, schrieb seine Dissertation über „Microwave-Optic Interconnects for Superconducting Circuits“ (Mikrowellenoptische Verbindungen für supraleitende Schaltkreise). Quantencomputer versprechen, Probleme zu lösen, die selbst mit den leistungsfähigsten Supercomputern von heute nicht bewältigt werden können. Die Skalierung von Quantensystemen ist jedoch eine große Hürde. Arnold beschreibt seine Arbeit mit der Fink Gruppe als einen Versuch, diese Hürde zu überwinden. „Man könnte sagen, wir haben eine Art Modem für Quantencomputer gebaut – einen elektrooptischen Quantentransducer. So wie klassische Modems Geräte über das Internet verbinden, soll unser Modem Quantencomputer über Glasfasern verbinden und damit große Netzwerke und neue Anwendungen ermöglichen.“

Sein Betreuer Johannes Fink betont: „Georg für unsere Gruppe zu gewinnen, war wahrscheinlich einer der wichtigsten und prägendsten Momente für mein damals noch sehr junges Labor. Insgesamt könnte man seine Arbeit leicht mit zwei Doktorand:innen gleichsetzen. Die Ergebnisse führten dazu, dass Georg zu Vorträgen bei der APS-Tagung, in Harvard, bei Google und anderen eingeladen wurde. Er denkt groß und kontextbezogen, erkennt Chancen und achtet gleichzeitig sehr auf Details und die Entwicklung der dahinterstehenden Theorie. Außerdem war er immer bereit, anderen im Team zu helfen.“

Arnold unterstreicht ebenfalls die Rolle erfolgreicher Teamarbeit und Exzellenz: „Jede Forschungsgruppe am ISTA arbeitet auf Weltklasseniveau, und ich hatte das Privileg, mit so vielen wirklich brillanten Köpfen zusammenzuarbeiten. Es fühlt sich fast unfair an, einzelne Personen herauszugreifen, aber ich bin dankbar, dass unsere Arbeit in der Fink Gruppe – und die großartige Unterstützung durch die technischen Facilities und die Verwaltung des ISTA – auf diese Weise gewürdigt wird.“ Seit seinem Abschied vom ISTA entwickelt er bei QphoX elektrooptische Wandler für den großtechnischen Einsatz weiter. „Mein Fokus liegt weiterhin darauf, Quanten- und quantenklassische Hybridcomputing praktisch nutzbar zu machen und damit die Grenzen sowohl der Anwendung als auch des Verständnisses von Quantentechnologien zu erweitern.“

Tierischer Botenstoff in Pflanzen

Der dritte Preisträger, Huihang Chen aus dem chinesischen Dehua County, betitelte seine Arbeit “The cAMP second messenger in auxin signalling” (Der cAMP-Sekundärbotenstoff in der Auxin-Signalübertragung). cAMP, ein etablierter universeller Botenstoff in Tieren, der ähnlich wie eine Ampel funktioniert, hat sich nun auch in Pflanzen als wirksam erwiesen.

Sein Betreuer Jiří Friml lobt im Namen des Komitees seine Leistungen wie folgt: „Huihang Chens Forschung definiert grundlegende Konzepte der Pflanzenhormon-Biologie neu, indem sie cAMP als zweiten Botenstoff in Pflanzen identifiziert und einen der wichtigsten Signalmechanismen in Pflanzen revidiert – den des Phytohormons Auxin, der seit über 20 Jahren galt. Diese Erkenntnisse verändern das gesamte Gebiet der Pflanzen-Signalgebung und eröffnen völlig neue Forschungswege. Diese tiefgreifenden Erkenntnisse haben zu hochkarätigen Veröffentlichungen geführt, darunter in einer der renommiertesten Fachzeitschriften für Pflanzen, Molecular Plant, sowie in PNAS und Nature.“

Der Preisträger Chen bedankt sich bei seinen Betreuenden, dem Komitee und seinen Laborkolleg:innen und betont, dass „diese Anerkennung mit allen geteilt ist“. Er freut sich, eine langjährige Debatte geklärt zu haben, und blickt bereits in die Zukunft: „Unsere noch unveröffentlichten Ergebnisse werden zeigen, wie cAMP in Pflanzen funktioniert, und letztlich seine Biosynthese mit seinen physiologischen Funktionen und molekularen Mechanismen in Verbindung bringen.“ Seine Familie stammt aus einer für ihre Keramik bekannten Region und hat seine Forschung zu Pflanzen und seine Herkunft in einem besonderen Abschlussgeschenk vereint: einem Blumenarrangement aus Keramik. Der ISTA Outstanding PhD Award wird nun zu den Erinnerungsstücken an Chens wissenschaftlichen Erfolg hinzukommen.

Mathematik und (Quanten-)Physik verbinden

Joscha Henheik aus Eldingen in Niedersachsen promovierte in der Forschungsgruppe des Mathematikers László Erdös am ISTA. Henheik konzentriert sich auf die Lösung mathematischer Probleme aus der Physik, insbesondere auf Fragen, die sich aus komplexen Quantensystemen ergeben. „Die Quantenmechanik ist in unserem modernen Leben allgegenwärtig. Meine Forschung trägt dazu bei, ihr eine solide mathematische Grundlage zu geben“, erklärt Henheik. Er schrieb daher seine Dissertation über “Modeling complex quantum systems: Random matrices, BCS theory, and quantum lattice systems” (Modellierung komplexer Quantensysteme: Zufallsmatrizen, BCS-Theorie und Quantenlatticesysteme).

In seiner Rezension hob Professor Benjamin Schlein von der Universität Zürich hervor, dass „die Dissertation von Herrn Henheik eine hervorragende Arbeit in der mathematischen Physik ist. Sie enthält sehr interessante und tiefgreifende mathematische Ergebnisse in der Zufallsmatrizen-Theorie, in der BCS-Theorie und in der Theorie der Quantenlatticesysteme. Die Breite der in der Arbeit behandelten Themen und die Vielfalt der verwendeten mathematischen Werkzeuge sind äußerst beeindruckend. Sie zeugen von einer bemerkenswerten wissenschaftlichen Reife von Herrn Henheik.”

„Das ISTA war der perfekte Ort für meine Promotion“, so Henheik. „Ich bin sehr dankbar, dass ich hier arbeiten durfte, und werde diese produktive Zeit in guter Erinnerung behalten.“ Er wird seine Arbeit nun als Postdoktorand in Genf und Kopenhagen fortsetzen. „Dort möchte ich meinen wissenschaftlichen Horizont erweitern, indem ich mich mit Zufallsgraphen und anderen Bereichen der mathematischen Quantenmechanik befasse, die ich bisher noch nicht erforscht habe. Privat widme ich mich jetzt vor allem meiner jungen Familie.“

Neue Erkenntnisse in etablierten Bereichen

Eine Flasche Champagner, die Volker Karle vor einem halben Jahrzehnt zu Beginn seiner Promotion gekauft hat, steht nun bereit, um geöffnet zu werden, denn auch er erhält einen Outstanding PhD Award des ISTA. Karles Interesse gilt dem Gebiet der Quantenmechanik, dem bereits Technologien wie Solarzellen, katalytische Chemie und Quantenpunkt-OLED-Bildschirme in Smartphones zugrunde liegt. Konkret konzentrierte sich seine Dissertation darauf, die Quantenrotation zu verstehen, wozu mathematische Aspekte aus einem Gebiet namens „Topologie“ gehören.

Zu der langjährigen Zusammenarbeit und Karles Dissertation „Non-equilibrium topological phases with periodically driven molecules and quantum rotors” (Nichtgleichgewichtstopologische Phasen mit periodisch angetriebenen Molekülen und Quantenrotoren) sagte sein Betreuer Mikhail Lemeshko: „Ich würde Volker an die Spitze der Doktoranden stellen, mit denen ich am ISTA sowie zuvor am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin und an der Harvard University zusammenarbeiten durfte. Seine Arbeit hat verschiedene Forschungsrichtungen miteinander verbunden und unbekannte Facetten von Forschungsgebieten aufgedeckt, die bisher als etabliert und ausgereift galten. Ich bin überzeugt, dass seine Ergebnisse einen nachhaltigen Einfluss haben werden, indem sie Physiker:innen und Topolog:innen eine gemeinsame Sprache bieten und damit zukünftige Kooperationen zwischen den Bereichen fördern.”

Karle wurde in Künzelsau in Baden-Württemberg geboren, einer Stadt, die auch durch einen anderen Physiker bekannt ist, den Astronauten Alexander Gerst. Vorerst plant er jedoch, nicht nur auf der Erde zu bleiben, sondern auch in der Wissenschaft: „Ich möchte meinen Blick auf breiter angelegte Quantensysteme erweitern, die als neuartige Materialien oder Geräte eingesetzt werden könnten.“