07.09.2020

Mit Quanten in die Zukunft

Neues Quantenapplikationslabor in Erfurt eröffnet.

Am 2.9.2020 fand die feierliche Eröffnung des Quanten­applikations­labors in Erfurt statt. Das Projekt wird vom Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und digitale Gesellschaft gefördert. Es leistet einen strategischen Beitrag, um den Freistaat Thüringen als Standort für Quanten­technologien zu festigen. Das Quantenapplikationslabor bietet Raum und Ausstattung für Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in Deutschlands erster frei zugänglichen Forschungs­infrastruktur für Quanten­technologien.
 

Abb.: Markus Gräfe demonstriert das Prinzip der verschränkten Photonen­paare...
Abb.: Markus Gräfe demonstriert das Prinzip der verschränkten Photonen­paare am Beispiel der Quanten­bildgebung. (Bild: Fh.IOF)

Die technologische und gesellschaftliche Entwicklung unserer Zivilisation ist undenkbar ohne die Anwendungen der Quantenphysik: So bilden Milliarden Transistoren die Grundlage von elektronischen Systemen, die unsere Lebens- und Arbeitswelten durchdringen. Diese Systeme werden durch unzählige Photonen und Optiken vernetzt, wodurch ein globaler Informations­austausch ermöglicht wird. Andreas Tünnermann, Leiter des Leistungs­zentrum Photonik in Jena, betont bei seiner Eröffnungsrede: „Mit der Förderung der Forschung in den Quanten­technologien der zweiten Generation ist abermals die Erwartung revolutionärer Innovationen und disruptiver Anwendungen verbunden. Dieses Potenzial wird diejenige Volkswirtschaft am besten umsetzen, die wissenschaftliche Exzellenz auf herausragende Technologie­plattformen abbilden und mit guter Markt­kenntnis in Anwendungen überführen kann.“

Einen inhaltlichen Schwerpunkt bildet hierbei die Quanten­kommunikation. Im Rahmen des Vorhabens werden die Voraussetzungen für den Aufbau, die Integration sowie den Test von Bauelementen und Systemen für Anwendungen in den Märkten Kommunikation, Bildgebung und Sensorik geschaffen, deren Eigenschaften auf der Nutzung von quanten­physikalischen Phänomenen beruhen. „Innerhalb der Forschungs­infrastruktur werden wir beispielsweise grundlegende Experimente im Bereich der Quanten­kommunikation zwischen dem Fraunhofer-Projekt­zentrum MEOS in Erfurt und dem Fraunhofer IOF in Jena durchführen“, erläutert Tünnermann.

Für Wissenschaftsminister Wolfgang Tiefensee leistet das Quanten­applikations­labor Erfurt einen strategischen Beitrag dazu, Thüringen als wichtigen Forschungsstandort für Quantentechnologien zu etablieren. Das Land fördert die Einrichtung deshalb zunächst mit 1,3 Millionen Euro. „Thüringen hat das Potenzial der Quanten­technologien früh erkannt“, sagte Tiefensee. So unterstützt der Freistaat bereits seit 2017 das Innovationszentrum „InQuoSens“ in Jena und Ilmenau im Schnittfeld von Quantenoptik und Sensorik. Rund um die Friedrich-Schiller-Universität Jena mit dem „Abbe Center of Photonics“ und das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena werden schon heute BMBF-Projekte zur Quanten­kommunikation in dreistelliger Millionenhöhe koordiniert. „Aus meiner Sicht werden die Quanten­technologien ein zentraler Baustein für die weitere Profilierung Jenas als Exzellenzstandort sein“, so der Wissenschafts­minister.

Das neue Quanten­applikations­labor bietet am Standort Erfurt-Südost auf einer Fläche von rund 240 Quadrat­metern großzügig Platz und Ausstattung für Forschung, Fertigung, Tests sowie Büroräume für acht Mitarbeiter im Projektzentrum. Als Teil des Leistungs­zentrums Photonik stellt das Labor damit eine dedizierte Forschungs­infra­struktur zur Quanten­kommunikation bereit, die auch Dritten aus Wirtschaft und Wissenschaft den Test von Quanten-Netzwerk­architekturen und Quanten-Netzwerk­komponenten in realen Kommunikationsnetzen ermöglicht. Die Infrastruktur bildet den ausbau- und anknüpfungsfähigen Kern einer möglichen Thüringer, nationalen sowie auch internationalen Kommunikations­infra­struktur für sichere quanten­gestützte Kommunikations­netze der Zukunft. Dabei soll die Erprobung von Hardware­komponenten und Software-Protokollen für Quanten­kommunikations­systeme und -Services ermöglicht werden, insbesondere für das lokale Innovations­ökosystem aus Industrie­unternehmen, Startups, Design­häusern, Software­firmen und Kommunikations-Service Providern.

Auch der Bund sieht das enorme Potenzial und die strategische Bedeutung der Quanten­kommunikation für die Sicherheit digitaler Systeme und Kommunikations­netze. Kommunikations­technologien stehen hier im Fokus. So fördert beispielsweise das BMBF seit 2019 für sieben Jahre die QuNET-Initiative mit einem Gesamt­projekt­volumen von 165 Millionen Euro. Bei QuNET wird vor allem Forschung im Bereich des Quanten­schlüssel­austauschs betrieben. Das Quanten­applikations­labor in Erfurt schafft Synergien zu diesen Vorhaben, um die nationale Souveränität in Sicherheits­fragen für den Standort Deutschland auszubauen und den Zukunfts­markt für quanten­sichere Kommunikation zu entwickeln.

Fh.-IOF / DE
 

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