Am Rande des Möglichen

Quantentechnologien

Quantentechnologien für den Weltraum – zum ganz irdischen Nutzen
Quantenuhren auf Navigationssatelliten sind eine wichtige Quelle für exakte Zeitinformationen, beispielsweise bei der Navigation, in Energie- und Kommunikationsnetzen bis hin zum Finanzhandel.
Bild: 2/18, Credit:
DLR (CC BY-NC-ND 3.0)
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Mit Quantencomputern neue Materialen simulieren und optimieren
Quantencomputer sollen atomare Strukturen und Wechselwirkungen mit unerreichter Genauigkeit berechnen können. Das ermöglicht eine schnellere Entwicklung neuartiger Materialien für High-Tech-Anwendungen in Industrie und Alltag.
Bild: 18/18, Credit:
DLR (CC BY-NC-ND 3.0)
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Wo klassische Technik an ihre Grenzen stößt, eröffnen Quantentechnologien neue Horizonte für Forschung, Industrie und Wirtschaft: Indem sie quantenmechanische Effekte nutzbar machen, werden so Sensoren, Simulatoren, Kommunikationsnetze und Computer mit bislang unerreichbarer Leistung möglich.

Dank intensiver Forschung auch am DLR stehen Quantentechnologien an der Schwelle zur kommerziellen Nutzung. Dazu gehören

Quantensensoren, die so feinfühlig und präzise sind, dass sie das Magnetfeld eines Atoms oder kleinste unterirdische Gravitationsabweichungen detektieren können,

Quantensimulatoren, die komplexe Moleküle und exotische Materiezustände im Labor erforschbar machen und so Durchbrüche in der Grundlagenforschung und bei der gezielten Entwicklung neuer Chemikalien und Werkstoffe ermöglichen,

Quantenimaging, mit dem ultrafeine und extrem empfindliche Strukturen dargestellt werden können, zum Beispiel im medizinischen Bereich und in der Biologie,

Quantencomputer, die Rechen- und Optimierungsprobleme lösen, die für klassische Computer für immer unerreichbar sind – womit zum Beispiel im Energie- und Verkehrssektor enorme Emissions- und Kosteneinsparungen möglich werden, und

Quantennetzwerke, die nicht nur abhörsichere Kommunikation garantieren, sondern in Zukunft auch weltweit – und sogar weltraumweit – verteilte Quantensensoren, -simulatoren und -computer zu noch mehr Leistung verschalten.

Hintergrundartikel

Quantentechnologien im DLR

Das DLR erforscht und entwickelt deutschlandweit an über einem Dutzend Instituten verschiedene Quantentechnologien. Diese Institute und Einrichtungen haben sich dem Ziel verschrieben, quantenmechanische Phänomene nutzbar zu machen, Technologien zu entwickeln, Anwender zu identifizieren und die Kommerzialisierung zu unterstützen.

Die DLR Quantencomputing-Initiative (DLR QCI)

Quantencomputer bieten enorme Chancen für Wirtschaft, Industrie und Forschung. Gemeinsam mit Partnern aus Forschung, Industrie und Startups entwickelt die DLR QCI Quantencomputer und praktische Anwendungsfälle.

Uhr, Laser, ISS – Critical Design Review im Projekt COMPASSO erfolgreich abgeschlossen

„CDR“ steht in der Raumfahrt für das „Critical Design Review“. In diesem Schritt legt das Projektteam das Abschlussdesign der Geräte fest, bevor sie zusammengebaut werden und mit einer Mission ins All starten.

„Wo beginnt die Quantenwelt?“

2025 war das internationale Jahr der Quantenwissenschaft und Quantentechnologien der Vereinten Nationen. Vor einhundert Jahren stellte der Physiker Werner Heisenberg die erste streng gültige Formulierung der Quantenmechanik auf. Visionen von damals sind heute Realität. Rainer Blatt von der Universität Innsbruck und Kai Bongs vom DLR-Institut für Quantentechnologien sprechen darüber, wie Quanten aus der Forschung in die Anwendung und unseren Alltag finden.