24.03.2022

Mehr Schub für photonische Quantentechnologien

Kompetenznetzwerke im Rheinischen Revier sollen Innovationen stärken.

Quantentechnologien bieten ein großes Potenzial für die Entwicklung disruptiver Anwendungen wie in Kommunikation, Computing, Bildgebung und Sensorik. Im Rheinischen Revier initiiert das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT mit seinen Partnern strategische Allianzen, um photonisch gestützte Quanten­technologien voranzutreiben. Mit dem Forschungszentrum Jülich koordiniert das Fraunhofer ILT die Gründung eines Center of Quantum Science and Engineering CQSE, um den Weg für ein wachstumsstarkes Innovations­ökosystem zu öffnen. Darüber hinaus soll in Aachen in Kooperation mit dem niederländischen QuTech ein Quanten­internet­knoten im Rahmen eines länder­übergreifenden Netzwerks entstehen.

 

Abb.: Mit dem QuTech entwickelt das Fraunhofer ILT unter anderem...
Abb.: Mit dem QuTech entwickelt das Fraunhofer ILT unter anderem Schlüssel­komponenten für das Quanten­internet – hier ein Labor­prototyp für einen rauscharmen Quanten­frequenz­konverter. (Bild: Fh.-ILT)

Am 7. März 2022 fiel der Startschuss für das von der Landesregierung NRW initiierte Kompetenz­netzwerk „EIN Quantum NRW“. Darin bündeln führende Universitäten und Forschungseinrichtungen des Landes NRW ihre exzellente Expertise zur Erforschung und Umsetzung von Quantentechnologien, um Akteure aus Wirtschaft und Wissenschaft bei der effektiven Vernetzung zu unterstützen und Wissens-Infrastrukturen zu schaffen. Mit an Bord ist die Fraunhofer-Gesellschaft, die sich von ihrem traditionellen Arbeitspunkt her auf den Technologietransfer in die Industrie konzentriert.

Gemeinsam mit den in NRW ansässigen Fraunhofer-Instituten FHR, IAIS, IMS und SCAI initiiert in diesem Umfeld das Fraunhofer ILT zusammen mit dem Forschungszentrum Jülich ein Center of Quantum Science and Engineering CQSE im Rheinischen Revier. Damit treiben die Partner den Aufbau eines wachstumsstarken Innovationsökosystems für Quanten­technologien vor Ort in NRW voran und bilden in Deutschland eine relevante Säule für die praxisbezogene Forschung und Entwicklung.

Auf internationaler Ebene schlossen sich bereits im Dezember 2021 die Fraunhofer-Gesellschaft und das niederländische Forschungszentrum QuTech, eine Kollaboration der TU Delft und der Niederländischen Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung TNO, mit einem Memorandum of Understanding zu einer engen und langfristigen Kooperation im Bereich Quanten­netzwerke zusammen. Im Vorlauf dieser Kooperation erzielten das Fraunhofer ILT und das QuTech einen entscheidenden Erfolg für die Realisierung eines stabilen Quanteninternets – einen Quantenfrequenzkonverter mit einem Weltrekord an Rauscharmut. Die Gesamt­effizienz ist vergleichbar mit der von Konvertern, die auf konventionellen Aufbauprinzipien beruhen. Im Vergleich zum heutigen Stand der Technik bei NV-Zentren-Qubits wird die Zahl der Rauschphotonen aber gleichzeitig um mindestens einen Faktor vier reduziert, sodass sich hier ein deutlich gesteigertes Signal-zu-Rausch-Verhältnis beim Transfer von Quanten­information ergibt – eine Voraussetzung für die zügige Vernetzung von Quanten­computern an unterschiedlichen Standorten, insbesondere über bereits installierte Glasfaserleitungen. Auf dieser Basis plant das Fraunhofer ILT in Aachen den ersten deutschen Quanten­knoten in einem länderübergreifenden von QuTech koordinierten Quanten­netzwerk, das die Städte Delft, Leiden, Den Haag und Amsterdam einschließt.

Ergebnisse aus der Quantenforschung, Potenziale neuer Quanten­technologien und aktuelle Ansätze für industrielle Anwendungen stehen im Mittelpunkt des neuen Fachforums „Quanten­technologie & Photonik“ auf dem kommenden AKL’22 – International Laser Technology Congress, der vom Fraunhofer ILT in Aachen veranstaltet wird. Am Mittwoch, 4. Mai 2022 versammeln sich Quanten­technologie-Experten und Interessenten aus Industrie und Wissenschaft auf dem AKL´22, um mit den Referenten renommierter Institutionen die aktuellen photonischen Entwicklungen aus den Bereichen Quanten­computing, -sensorik und -kommunikation zu sondieren.

Fh.-ILT / DE

 

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