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Was sind Quanten?
Die Welt ist eine Quantenwelt. Soll heißen: Alles besteht aus Quanten, sofern man hinreichend kleine Systeme anschaut. Denn Quanten sind die kleinsten und unteilbare Einheiten, die physikalische Wechselwirkungen hervorrufen. Indem sie ihren eigenen Gesetzmäßigkeiten folgen, weisen Quanten Eigenschaften auf, die größere physikalische Systeme nicht haben. Diese besonderen Eigenschaften machen Forscherinnen und Forscher in verschiedensten Anwendungsfeldern nutzbar.
Quelle: Website Fraunhofer IOF
„Spukhafte Fernwirkung“: So nannte schon Albert Einstein das Phänomen der Verschränkung. In der Quantenphysik meint dies: Zwei Teilchen stehen in einer so engen Beziehung zueinander, dass sie immer denselben Zustand haben – auch wenn sie sich weit voneinander entfernt befinden. Die Quantentechnologie macht sich genau diese Eigenschaft zunutze und baut auf „Verschränkung“, „Überlagerung“ und Co. technische Lösungen auf, die um vieles leistungsfähiger sind als konventionelle Systeme. So entstehen neue, hocheffiziente Anwendungen etwa in den Bereichen Sensorik, Bildgebung und Kommunikationssicherheit. Die Thüringer Quantenforschung zählt hier schon seit Längerem zur Avantgarde – entscheidende Voraussetzungen für maßgebliche Innovationen kamen in den letzten Jahren immer wieder aus dem Freistaat. Doch die beteiligten Forscher sind sich einig: Das Potenzial ist noch größer. Um ihre Kompetenzen zu bündeln, haben deshalb elf Thüringer Forschungseinrichtungen schon 2021 das Quantum Hub Thüringen (QHubTh) gegründet. Das Ziel: Thüringen europaweit als Hightech-Standort für Quantenkommunikation, Quantensensorik und Quantenbildgebung zu etablieren.
Das neue Kompetenzzentrum stützt sich dabei nicht nur auf die spezifischen Exzellenzfelder der Thüringer Wissenschaft, sondern setzt ganz bewusst auch auf die hohe Innovationskraft der Thüringer Wirtschaft. Zweieinhalb Jahre lang wird es zudem auch vom Freistaat mit insgesamt sechs Millionen Euro unterstützt. Dieser fördert die Quantenforschung im Land bereits seit 2014; bis Ende 2024 werden hier insgesamt 35 Millionen Euro an Fördergeldern geflossen sein. Beteiligt sind alle wesentlichen Leuchttürme der Thüringer Forschungs- und Techniklandschaft an drei Standorten: in der Universitätsstadt Jena, am Hochschulstandort Ilmenau und in der Landeshauptstadt Erfurt (siehe Kasten). Ganz unterschiedliche Partner – die gleichwohl bereits erste Synergieeffekte erzielen konnten.
Mit gebündeltem Forschungspotenzial wollen sie in den nächsten Jahren primär Demonstratoren entwickeln. Solche prototypischen, meist vereinfachten Umsetzungen dienen im Rahmen von Innovationsprojekten dazu, die Machbarkeit einer technologischen Lösung zu demonstrieren. Im Falle des Quantum Hub geht es allerdings noch um mehr: Hier sollen die Prototypen darüber hinaus auch ganz allgemein die innovative Schlagkraft der Quantentechnologie sichtbar machen.
- Abbe Center of Photonics an der Friedrich-Schiller-Universität Jena
- Technische Universität Ilmenau
- DLR-Institut für Datenwissenschaften Jena
- Helmholtz-Institut Jena
- Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT) Jena
- Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF Jena
- Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT Ilmenau
- Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung Ilmenau - Institutsteil für angewandte Systemtechnik (IOSB-AST)
- IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik- Systeme gemeinnützige GmbH (IMMS GmbH)
- Fraunhofer-Projektzentrum für Mikroelektronische und Optische Systeme für die Biomedizin Erfurt
- CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH Erfurt
