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Wave Cube Innovations

Bessere Sensoren dank Quanten-Verfahren

18. Mai 2025, 9:30 Uhr | Heinz Arnold

Ab sofort unterstützt das Berliner Start-up Wave Cube Innovations das DLR bei der Weiterentwicklung optisch abbildender Sensorsysteme durch den Einsatz quantentechnologischer Methoden.

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Das DLR hat Wave Cubes Innovationes hat jetzt den Zuschlag erteilt, seine Expertise in der Optimierung diffraktiver Strukturen mithilfe klassischer und quantenbasierter Verfahren in das Sensorprojekts »QCOptSens | Instrumentendesign« des DLR einzubringen. Im Projekt »QCOptSens« des DLR-Instituts für Optische Sensorsysteme werden neue Ansätze zur geometrischen Kalibrierung optischer Systeme unter Berücksichtigung realer Fertigungsrestriktionen erforscht.

Kombination klassischer und quantenbasierter Theorie

Die Ausschreibung QCOptSens | Instrumentendesign hatte auf die Entwicklung solcher neuen Verfahren für die Verbesserung optischer Instrumente für die Luft- und Raumfahrt abgezielt. Im Fokus steht die Kalibrierung beugungsbasierter Komponenten, deren Gestaltung unter realen Fertigungsbedingungen zu komplexen Optimierungsaufgaben führt – Aufgaben, die durch hybride Quantenalgorithmen möglicherweise globaler lösbar werden als mit herkömmlichen Verfahren.

Für »QCOptSens« verbindet Wave Cube Innovations klassische physikalische Modelle mit quantenbasierten Simulationsverfahren, um einen Algorithmus zu entwickeln, der das zugrundeliegende Problem möglichst präzise erfasst. Dieser Algorithmus könnte später auf den Quantencomputern des DLR über »QCI Connect« implementiert und ausgeführt werden. Damit schaffen »QCOptSens« und Wave Cube Innovations nicht nur innovative wissenschaftliche Ergebnisse, sondern auch eine Grundlage für zukünftige industrielle Anwendung.

Wave Cube Innovations hat »TORUNV« einer Plattform für die nächste Generation optischer Systeme entwickelt, auf der hybride Algorithmen, quantenmaschinelles Lernen und künstliche Intelligenz kombiniert sind.

Das DLR-Institut für Optische Sensorsysteme entwickelt seit Jahren hochkomplexe Kamerasysteme und Spektrometer für Anwendungen in Luft- und Raumfahrt, Sicherheit und Verkehr. Die hochpräzise Abstimmung optischer, mechanischer, thermischer, elektronischer und Software-gestützter Subsysteme stellt dabei eine erhebliche Herausforderung im Instrumentendesign dar. Aufgrund der Vielzahl voneinander abhängiger Parameter, die im Entwicklungsprozess berücksichtigt werden müssen, und der erforderlichen Kalibrierung nach der Fertigung stoßen herkömmliche Entwurfs- und Kalibrierungsmethoden zunehmend an ihre Grenzen. Eine integrierte Betrachtung von Instrumentendesign und Kalibrierung könnte die Abbildungsqualität optischer Sensorsysteme deutlich steigern.