Quantentechnologien für die Kommunikation und Sensorik

Laetitia Ramelet

Hassan Aouisse, Damien Garot

Quantentechnologien sind auf dem Weg, die Welt zu verändern. Die weltweite Vernetzung kann ihr Potenzial vervielfachen und neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnen.

Stephan Götzinger, Vahid Sandoghdar

Abstract Die Kopplung von Emittern mit einzelnen Photonen ist von zentraler Bedeutung für die Realisierung von Quantennetzwerken und anderen zukünftigen optischen Quantentechnologien. Unserer Arbeitsgruppe ist es kürzlich gelungen die Kommunikation zweier entfernter Moleküle durch einzelne Photonen zu zeigen. Dies ebnet den Weg zu Experimenten, in denen einzelne Photonen als Träger von Quanteninformation mit Hilfe von einzelnen Atomen oder Molekülen weiterverarbeitet werden.

Christian Deppe, Janis Nötzel

Thomas Gerster, Nicolas Spethmann

Zusammenfassung Die rasanten Fortschritte in der Wissenschaft, sowie der technologischen Entwicklung der letzten Jahre ermöglichen es, nun maßgeschneiderte Quanteneffekte auszunutzen und die Kontrolle und Manipulation von einzelnen Quantenteilchen zu ermöglichen. Diese häufig auch als 2. Quantenrevolution bezeichnete Entwicklung erschließt neue, mit klassischen Methoden nicht zugängliche Anwendungsbereiche von der Sensorik und Messtechnik bis zur Quanteninfomationsverarbeitung und Quantenkommunikation. Diese neuartigen Komponenten und Systeme bergen ein großes Potential für eine breite kommerzielle Nutzung und sind daher für die europäische Wirtschaft ein hoch relevanter Zukunftsmarkt. In dieser Einführung soll neben einem kurzen Überblick über das Themenfeld der Quantentechnologien, ein Fokus auf die Grundprinzipien der Quantensensorik und ihren möglichen Anwendungen gelegt werden. Für die Überführung der Quantentechnologien aus dem forschungslabor in robuste und anwenderfreundliche Komponenten und Systeme, sind, neben dem Technologietransfer eng miteinander verzahnte Aktivitäten im Bereich der Standardisierung, Charakterisierung, Zertifizierung und Messtechnik, bis hin zu Themen der Weiterbildung und dem Wissenstransfer in Industrie und Gesellschaft notwendig. Hierzu können in einem ganzheitlichen Ansatz insbesondere die nationalen Metrologieinstitute mit ihrer Bündelung an QT-Infrastruktur und -Expertise in einem gemeinschaftlichen, europäischen Kontext beitragen.