Technologiefrüherkennung: Aktuelle Studie zur Quantenoptik

Die VDI Technologiezentrum GmbH legt im Rahmen der Technologiefrüherkennung eine Studie zur Quantenoptik vor, die im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung durchgeführt wurde.

Die Technologiefrüherkennung greift mit der Quantenoptik eine der dynamischsten und populärsten Domänen der modernen Physik auf. Dadurch sollen frühzeitig Anwendungspotenziale eines Gebiets erschlossen werden, in dem deutsche Forscher international eine Spitzenstellung einnehmen. Die aktuellen Entwicklungen und Potenziale der Quantenoptik bei der Anwendung nichtklassischen Lichts wurden bei Recherchen, Interviews und Veranstaltungen gemeinsam mit Experten aus Industrie und Wissenschaft ermittelt. Dadurch unterstützt das BMBF noch vor einer möglichen Förderung die Vernetzung der Innovationsakteure zur Stärkung der jeweiligen Fachszenen in Deutschland. Die Studie „Quantenoptik – Anwendung nichtklassischen Lichts“ fasst die aktuellen Ergebnisse dieses Prozesses zusammen und liefert neue Anknüpfungspunkte für weitere Aktivitäten.

STUDIE: „Quantenoptik – Anwendung nichtklassischen Lichts“

Zwei Technologietreiber werden in den nächsten Jahren maßgeblich dafür sorgen, dass die Bedeutung der Quantennatur des Lichts in der Technologie zunehmen wird. Erstens werden aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung von Bauelementen zwangsläufig Strukturgrößen erreicht, die ein Design auf der Basis von Quantenprinzipien erfordern. Und zweitens werden durch die Ausnutzung von Quantenprinzipien in vielen Feldern deutlich bessere Eigenschaften erzielt als durch konventionelle klassische Designs. Vorboten dieser Entwicklung sind die erst vor wenigen Wochen auf dem Markt erschienenen Quantenkryptographiesysteme. Diese Systeme nutzen die Quantennatur des Lichts zur sicheren Datenübertragung.

Die Studie stellt Anwendungen vor, die die besonderen Eigenschaften nichtklassischen Lichts zur Lösung technischer Fragestellungen nutzen. Neben der Quantenkryptographie, wurden auch Anwendungsmöglichkeiten bei Zufallsgeneratoren, in der Mikroskopie, Lithographie und Metrologie untersucht.

Das Potenzial solcher quantenoptischer Anwendungen basiert auf der technischen Nutzung grundlegender quantenmechanischer Prinzipien wie der Heisenbergschen Unschärferelation, Superposition oder Verschränkung. Die Umsetzung dieser Anwendungen erfordert daher quantenoptische Komponenten, wie Einzelphotonenquellen, Quantenkanäle, Lichtspeicher und Einzelphotonendetektoren mit denen diese Prinzipien kontrolliert eingesetzt werden können. Die Studie stellt die Funktionsweisen und den Entwicklungsstand dieser Komponenten vor.

Daneben enthält die Studie Informationen zu nationalen und internationalen Forschungsaktivitäten, Forschungsgruppen, und Patentanmeldungen.

Die Studie ist kostenlos erhältlich bei:

Dr. Günter Reuscher
Zukünftige Technologien Consulting der VDI TZ GmbH
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