Potenzial neuartiger Quantentechnologien u. a. für abhörsichere Kommunikation, ultra-präzise Messgeräte und leistungsfähigere Computer erschließen
Im Rahmen ihrer Forschungsinitiative „Quantum Flagship“ fördert die Europäische Union zwei neue Projekte im Bereich der Quantentechnologie, an denen Physiker der Universität Paderborn beteiligt sind. Über einen Zeitraum von drei Jahren fließen künftig 1,3 Millionen Euro in die Forschung der von Prof. Dr. Christine Silberhorn geleiteten Arbeitsgruppe „Integrierte Quantenoptik“. Das „Quantum Flagship“, dessen Budget sich für die nächsten zehn Jahre auf 1 Milliarde Euro beläuft, bringt Hochschulen und andere Forschungseinrichtungen, Unternehmen und politische Entscheidungsträger in einer gemeinschaftlichen Initiative zusammen.
Mit „Quantum Flagship“ soll das Potenzial neuartiger Quantentechnologien z. B. für abhörsichere Kommunikation, ultra-präzise und hochempfindliche Messgeräte und leistungsfähigere Computer erschlossen werden. Das Hauptziel der Initiative ist es, die europäische wissenschaftliche Führung und Exzellenz in diesem Forschungsbereich zu festigen und auszubauen sowie die Errungenschaften der Quantenforschung mithilfe kommerzieller Anwendungen und innovativer Technologien vom Labor auf den Markt zu übertragen.
In der ersten Phase der Initiative werden Forschungsprojekte mit dreijähriger Laufzeit gefördert. Aus insgesamt 140 Anträgen wurden 20 für die erste Förderphase ausgewählt. Trotz der großen Konkurrenz konnten sich die zwei Projekte, an denen Paderborner Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beteiligt sind, durchsetzen.
Paderborner Physiker forschen an internationalen Projekten
Im ersten Projekt, dem Verbundprojekt „UNIQORN“, arbeiten 16 Partner aus verschiedenen europäischen Ländern unter der Koordination des österreichischen „Austrian Institute of Technology“ zusammen. Ziel von „UNIQORN“ ist es, photonische Technologien in der Quantenkommunikation zu nutzen. Die optischen Systeme, die derzeit Aufbauten in der Größenordnung von Metern benötigen, sollen in Zukunft auf millimetergroßen Chips untergebracht werden. Neben der Reduzierung der Größe und damit auch der Kosten werden die Systeme robuster und lassen sich besser reproduzieren. In Paderborn sollen spezielle integrierte optische Funktionseinheiten entwickelt werden, die maßgeblich zur angestrebten Miniaturisierung beitragen.
Das zweite geförderte Projekt „Sub-Poissonian Photon Gun by Coherent Diffusive Photonics“ (PhoG) umfasst ein Konsortium von fünf Partnern aus Deutschland Großbritannien, der Schweiz und Weißrussland. Unter der Leitung von Natalia Korolkova (Universität St. Andrews) werden sogenannte „Photon Guns“ (Photonen-Kanonen), entwickelt. Diese winzigen „Photon Guns“ dienen als Quelle für einzelne Licht-Teilchen, die für quantenmechanischen Systeme benötigt werden. Damit lassen sich z. B. im Bereich der Frequenzstabilität Atomuhren verbessern. Die Paderborner Gruppe wird sich hierbei vor allem mit der Charakterisierung der sogenannten „nicht-klassischen Lichtzustände“ befassen.
Die Quantenmechanik, ein Teilbereich der Physik, beschreibt grundlegende Phänomene von sehr kleinen Teilchen, wie z. B. Atome oder noch kleiner. Auf dem Gebiet der Quantentechnologie werden die theoretischen Erkenntnisse aus der Quantenmechanik auf konkrete Produkte übertragen.
