Quantentechnologie Baden-Württemberg investiert 4,2 Mio. Euro in Demonstratoren

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Baden-Württemberg fördert elf Projekte für den Transfer von Quantentechnologien in praktische Anwendungen. Die Schwerpunkte sind Quantensensorik, abhörsichere Kommunikation und photonische Integration.

Das Land Baden-Württemberg investiert 4,2 Mio. Euro in die Entwicklung von Quantentechnologie-Demonstratoren. Die elf ausgewählten Projekte sollen binnen zwölf Monaten zeigen, was in der Quantensensorik und -kommunikation bereits möglich ist. Akademische Partner sind das KIT, die Universitäten Stuttgart, Ulm und Heidelberg sowie Forschungseinrichtungen wie Fraunhofer und DLR.

Der 2023 gestartete Innovationscampus QuantumBW bildet dabei die übergreifende Dachmarke und strategische Plattform. Hier kooperieren Wissenschaft und Wirtschaft systematisch, um Quantentechnologien von der Grundlagenforschung bis zur Marktreife zu entwickeln. Die baden-württembergische Quantenstrategie definiert klare Handlungsfelder und macht das Land zum ernsthaften Konkurrenten für etablierte Quantenzentren in den USA und Asien.

Die elf Projekte im Detail

TRIQ (Kirchhoff-Institut für Physik, Universität Heidelberg; Physikalisches Institut, KIT). Die Forscher wollen die Leistung faserbasierter Quantenkommunikation messbar verbessern und den Transfer in die industrielle Nutzung beschleunigen. Durch den Einsatz von Dünnschicht-Lithiumniobat-Modulatoren soll eine signifikante Steigerung der Modulationsbreite, Signalqualität und Stabilität erreicht werden. Zudem sollen Hürden für die industrielle Einführung quantensicherer Kommunikation sinken.

Q NOVA (Institut für Intelligente Sensorik, Universität Stuttgart; Institut für komplexe Quantensysteme, Universität Ulm). NMR-Spektroskopie (Kernspinresonanz) liefert hochspezifische Einblicke in Moleküle. Allerdings sind entsprechende Geräte bislang zu groß, teuer und häufig zu unempfindlich für Anwendungen außerhalb spezialisierter Labore. Entwickelt wird daher ein Demonstrator als Grundlage für tragbare, kosteneffiziente NMR-Sensoren mit Anwendungsmöglichkeiten in Medizin, Umweltanalytik sowie industrieller Prozessüberwachung.

QAccelGyro (DLR-Institut für Quantentechnologien). Projektziel ist es, ein zuverlässiges und präzises Navigationssystem zu entwickeln, das ohne Satellitensignale in verschiedenen Anwendungen wie Luftfahrt, Mobilität und Logistik eingesetzt werden kann. Besonders relevant für autonome Fahrzeuge, U-Boote oder Anwendungen in GPS-gestörten Umgebungen.

SeQuenZell (DLR-Institut für Technische Thermodynamik; Institut für Quantenoptik, Universität Ulm). Die Forschenden stellen Batterietestzellen her, in die ein Quantensensor integriert wird. Davon versprechen sie sich tiefere Einblicke in Degradationsmechanismen, um effizientere und langlebigere Batterien zu.

Flow-Demonstrator (Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik). Entwickelt wird ein quantenbasierter Demonstrator, der die Fließgeschwindigkeit von Flüssigkeiten in Rohren kontaktlos vermessen und Strömungsprofile sichtbar machen kann. Dadurch lassen sich Störungen frühzeitig erkennen, ohne eine Anlage zu öffnen.

QuMagWe (Fraunhofer IAF/IWM). Entwickelt wird eine verbesserte quantensensorische Messtechnik, um Magnetisierungskurven von Werkstoffen zu erfassen. Die Technologie erlaubt eine zerstörungsfreie, detaillierte Analyse magnetischer Werkstoffeigenschaften und eröffnet neue Möglichkeiten für Qualitätskontrolle, Prozessentwicklung und vorausschauende Instandhaltung in Elektromobilität und Maschinenbau.

PALVIQ (Institut für Strahlwerkzeuge, Universität Stuttgart; Institut für Mikrointegration, Universität Stuttgart). Der regelmäßige Einsatz von Quantensensoren auf Basis von Alkali-Dampfzellen verzögert sich unter anderem aufgrund der eingeschränkten serientauglichen Fertigung. Als Alternative entwickeln die Forschenden eine photonisch integrierte und miniaturisierte Spektroskopiezelle für die industrielle Quantensensorik. Diese soll standardisierbar, skalierbar und kompatibel zu bestehenden Fertigungslinien sein.

Q.Weight (Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V.). Die Forscher arbeiten an einem quantenbasierten Waagen-Demonstrator, der jederzeit das korrekte Gewicht ohne Kalibrierung, Justierung oder Eichung anzeigt.

AURORA (Institut für Mikrostrukturentechnik, KIT). Entwickelt wird ein biokompatibler Quantensensor zur Untersuchung des Krebsstoffwechsels. In der Arzneimittelforschung soll dadurch der Therapieerfolg überprüft werden.

Quantis (Materialprüfungsanstalt, Universität Stuttgart). Projektziel ist es, hochempfindliche Quantensensoren zur zerstörungsfreien sowie kontaktlosen Zustandsbewertung sicherheitsrelevanter Materialien im Bauwesen und im produzierenden Gewerbe zu entwickeln. Dadurch soll auch die Wiederverwendung von intakten Bauteilen gefördert werden.

QuID-Neuro (3. Physikalisches Institut, Universität Stuttgart; Institut für Mikroelektronik Stuttgart; Klinik für Neurochirurgie, Universitätsklinikum Freiburg). Im Projekt entsteht ein Quantensensor für die Echtzeitdiagnostik und molekulare Analysen bei der Operation von Hirntumoren. Ziel sind präzisere Diagnosen und optimale Behandlungsentscheidungen.

„Quantentechnologien sind Motor der technologischen Zukunft“, sagt die Baden-Württembergische Wirtschaftsministerin Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut. Die Projekte entstehen im Rahmen des Innovationscampus QuantumBW. (heh)

Zu den einzelnen Vorhaben gibt es auf der Homepage von QuantumBW weitere Informationen.

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