World of Quantum in München

»Die Quantenrevolution kommt!«

25. April 2022, 15:30 Uhr | Heinz Arnold

Wann werden die ersten Quantencomputer kommerziell erhältlich sein? Wie weit sind Quantenkommunikation und Quantensensorik vorangeschritten?

Einen Überblick können sich die Besucher auf der Laser World of Photonics verschaffen, die vom 26. bis 29. April in München stattfindet. Denn die Messe bietet der Quantengemeinde ab sofort eine Plattform: World of Quantum. Diese Plattform auf der Laser World of Photonics zu bieten liegt nahe. Denn viele Anwendungen für Quantensysteme gehen aus der Photonik hervor.

Der globale Wettlauf auf dem Gebiet der Quantentechnologien hat schon längst begonnen. Es geht um die Märkte der Zukunft und nicht zuletzt um Fördermittel. Startups, die sich verschiedenen Aspekten der Quantentechnologien verschrieben haben, schießen wie die Pilze aus dem Boden. Doch auch die großen etablierten High-Tech-Unternehmen sind dabei, genauso wie Universitäten und Forschungsinstitute. Zu den Ausstellern auf der Plattform World of Quantum zählen in diesem Jahr neben IBM, AQT und dem Munich Center for Quantum Science and Technology mehrere Institute der Fraunhofer-Gesellschaft, Cluster und Verbände wie Bayern Innovativ und Spectaris sowie Anbieter wie Thorlabs, PicoQuant, Q.ANT oder KETS Quantum Security, KEEQuant, RedWave Labs und Optica.

»Raus aus der Forschung – rein in die Industrie!«, lautet denn auch das Motto mehrerer Fraunhofer-Institute, die im Rahmen der World of Quantum zeigen, wie weit sie auf dem Weg bereits gekommen sind. Fraunhofer-Forscher aus sechs Instituten arbeiten im Projekt »Quantenmagnetometrie« (kurz: QMag) zusammen, um Sensoren zu entwickeln, mit denen winzige Magnetfelder mit einer nie dagewesenen räumlichen Auflösung und Sensitivität bildgebend und bei Raumtemperatur dargestellt werden können. Das Ziel des Fraunhofer-Leitprojektes besteht darin, die Quantenmagnetometrie aus dem universitären Forschungsumfeld in konkrete industrielle Applikationen zu überführen: Bis 2024 wollen die Projektpartner Quantenmagnetometer für den industriellen Einsatz in der Nanoelektronik, der chemischen Analytik und der Materialprüfung realisieren.

Solche Quantenmagnetometer auf Diamant-Basis können magnetische Felder im Bereich von Nanometern nachweisen – und das bei Raumtemperatur, was für den industriellen Einsatz ausschlaggebend ist. Damit ließen sich sogar einzelne Elektronen- und Kernspins messen, wie das Fraunhofer IAF mitteilt, das den Diamant-Quantenmagnetometer entwickelt hat. Außerdem demonstriert das Institut Messsysteme auf Basis von höchst sensitiven, optisch gepumpten Magnetometern (OPMs) für Anwendungen in der Materialprüfung und Prozessanalytik.

Europäisches Quanteninternet

In der Quantenkommunikation wird gezeigt, wie Qubits zwischen verteilten Quantenprozessoren rausch- und verlustarm über bestehende Telekommunikationsnetze übertragen werden können. Dies ermöglicht ein Quantenfrequenzkonverter, der die Wellenlängen der Quantenprozessoren in die der Netze übersetzt und der im Rahmen des Fraunhofer-ICON-Projekts QFC-4-1QID entwickelt wurde. Er ist ein wichtiger Baustein für ein europäisches Quanteninternet, das künftig Rechenkapazitäten erhöhen, eine sichere Kommunikation und völlig neue Innovationen erlauben könnte. Gezeigt werden außerdem Systeme zur quantentechnologischen abhörsicheren Kommunikation über Kabel und Freistrahl, die unter anderem in der Initiative QuNET entwickelt wurden. Im Rahmen dieses Projekts wurde im letzten Jahr die erste quantengesicherte Videokonferenz zwischen zwei Bundesbehörden durchgeführt.