Aktuelles › Fraun­ho­fer IOF • Eröff­nung des Quan­ten­ap­pli­ka­ti­ons­la­bors in Erfurt

Am 2.9.2020 fand die fei­er­li­che Eröff­nung des Quan­ten­ap­pli­ka­ti­ons­la­bors in Erfurt statt. Das Pro­jekt wird vom Thü­rin­ger Minis­te­rium für Wirt­schaft, Wis­sen­schaft und Digi­tale Gesell­schaft geför­dert. Es leis­tet einen stra­te­gi­schen Bei­trag, um den Frei­staat Thü­rin­gen als Stand­ort für Quan­ten­tech­no­lo­gien zu fes­ti­gen. Das Quan­ten­ap­pli­ka­ti­ons­la­bor bie­tet Raum und Aus­stat­tung für For­schungs- und Ent­wick­lungs­ar­bei­ten in Deutsch­lands ers­ter frei zugäng­li­chen For­schungs­in­fra­struk­tur für Quantentechnologien.

Das Poten­zial der Quantentechnologien

Obwohl erst 100 Jahre alt, ist die Ent­de­ckung der Quan­ten­me­cha­nik bereits heute eine der fol­gen­reichs­ten Errun­gen­schaf­ten der Mensch­heit. Sie ist glei­cher­ma­ßen Zugang zur Welt von Mole­kü­len, Ato­men und sub­ato­ma­ren Bau­stei­nen wie auch zur Makro­welt von Ster­nen und Galaxien.

Die tech­no­lo­gi­sche und gesell­schaft­li­che Ent­wick­lung unse­rer Zivi­li­sa­tion ist undenk­bar ohne die Anwen­dun­gen der Quan­ten­phy­sik: So bil­den Mil­li­ar­den Tran­sis­to­ren die Grund­lage von elek­tro­ni­schen Sys­te­men, die unsere Lebens- und Arbeits­wel­ten durch­drin­gen. Diese Sys­teme wer­den durch unzäh­lige Pho­to­nen und Opti­ken ver­netzt, wodurch ein glo­ba­ler Infor­ma­ti­ons­aus­tausch ermög­licht wird.

Pro­fes­sor Dr. Andreas Tün­ner­mann, Lei­ter des Leis­tungs­zen­trum Pho­to­nik, betont bei sei­ner Eröff­nungs­rede: »Mit der För­de­rung der For­schung in den Quan­ten­tech­no­lo­gien der zwei­ten Gene­ra­tion ist aber­mals die Erwar­tung revo­lu­tio­nä­rer Inno­va­tio­nen und dis­rup­ti­ver Anwen­dun­gen ver­bun­den. Die­ses Poten­zial wird die­je­nige Volks­wirt­schaft am bes­ten umset­zen, die wis­sen­schaft­li­che Exzel­lenz auf her­aus­ra­gende Tech­no­lo­gie­platt­for­men abbil­den und mit guter Markt­kennt­nis in Anwen­dun­gen über­füh­ren kann.«

For­schungs­schwer­punkt auf Quantenkommunikation

Einen inhalt­li­chen Schwer­punkt bil­det hier­bei die Quan­ten­kom­mu­ni­ka­tion. Im Rah­men des Vor­ha­bens wer­den die Vor­aus­set­zun­gen für den Auf­bau, die Inte­gra­tion sowie den Test von Bau­ele­men­ten und Sys­te­men für Anwen­dun­gen in den Märk­ten Kom­mu­ni­ka­tion, Bild­ge­bung und Sen­so­rik geschaf­fen, deren Eigen­schaf­ten auf der Nut­zung von quan­ten­phy­si­ka­li­schen Phä­no­me­nen beru­hen. »Inner­halb der For­schungs­in­fra­struk­tur wer­den wir bei­spiels­weise grund­le­gende Expe­ri­mente im Bereich der Quan­ten­kom­mu­ni­ka­tion zwi­schen dem Fraun­ho­fer-Pro­jekt­zen­trum MEOS in Erfurt und dem Fraun­ho­fer IOF in Jena durch­füh­ren«, erläu­tert Prof. Tünnermann.

Thü­rin­gen als wich­ti­ger Stand­ort für Quantenforschung

Für Wis­sen­schafts­mi­nis­ter Wolf­gang Tie­fen­see leis­tet das Quan­ten­ap­pli­ka­ti­ons­la­bor Erfurt einen stra­te­gi­schen Bei­trag dazu, Thü­rin­gen als wich­ti­gen For­schungs­stand­ort für Quan­ten­tech­no­lo­gien zu eta­blie­ren. Das Land för­dert die Ein­rich­tung des­halb zunächst mit 1,3 Mio. €. »Thü­rin­gen hat das Poten­zial der Quan­ten­tech­no­lo­gien früh erkannt«, sagte Tie­fen­see. So unter­stützt der Frei­staat bereits seit 2017 das Inno­va­ti­ons­zen­trum »InQuo­Sens« in Jena und Ilmenau im Schnitt­feld von Quan­ten­op­tik und Sen­so­rik. Rund um die Fried­rich-Schil­ler-Uni­ver­si­tät Jena mit dem »Abbe Cen­ter of Pho­to­nics« und das Fraun­ho­fer-Insti­tut für Ange­wandte Optik und Fein­me­cha­nik IOF in Jena wer­den schon heute BMBF-Pro­jekte zur Quan­ten­kom­mu­ni­ka­tion in drei­stel­li­ger Mil­lio­nen­höhe koor­di­niert. »Aus mei­ner Sicht wer­den die Quan­ten­tech­no­lo­gien ein zen­tra­ler Bau­stein für die wei­tere Pro­fi­lie­rung Jenas als Exzel­lenz­stand­ort sein«, so der Wissenschaftsminister.

For­schungs­in­fra­struk­tur zur Quan­ten­kom­mu­ni­ka­tion für Wirt­schaft und Wissenschaft

Das neue Quan­ten­ap­pli­ka­ti­ons­la­bor bie­tet am Stand­ort Erfurt-Süd­ost auf einer Flä­che von ca. 240 m² groß­zü­gig Platz und Aus­stat­tung für For­schung, Fer­ti­gung, Tests sowie Büro­räume für acht Mit­ar­bei­tende im Pro­jekt­zen­trum. Als Teil des Leis­tungs­zen­trums Pho­to­nik stellt das Labor damit eine dedi­zierte For­schungs­in­fra­struk­tur zur Quan­ten­kom­mu­ni­ka­tion bereit, die auch Drit­ten aus Wirt­schaft und Wis­sen­schaft den Test von Quan­ten-Netz­werk­ar­chi­tek­tu­ren und Quan­ten-Netz­werk­kom­po­nen­ten in rea­len Kom­mu­ni­ka­ti­ons­net­zen ermög­licht. Die Infra­struk­tur bil­det den aus­bau- und anknüp­fungs­fä­hi­gen Kern einer mög­li­chen Thüringer‑, natio­na­len sowie auch inter­na­tio­na­len Kom­mu­ni­ka­ti­ons­in­fra­struk­tur für sichere quan­ten­ge­stützte Kom­mu­ni­ka­ti­ons­netze der Zukunft. Dabei soll die Erpro­bung von Hard­ware­kom­po­nen­ten und Soft­ware-Pro­to­kol­len für Quantenkommunikationssystemen/Services ermög­licht wer­den, ins­be­son­dere für das lokale Inno­va­ti­ons­öko­sys­tem aus Indus­trie­un­ter­neh­men, Start­ups, Design­häu­sern, Soft­ware­fir­men und Kom­mu­ni­ka­ti­ons-Ser­vice Providern.

Bei­trag zum Zukunfts­markt für quan­ten­si­chere Kommunikation

Auch der Bund sieht das enorme Poten­zial und die stra­te­gi­sche Bedeu­tung der Quan­ten­kom­mu­ni­ka­tion für die Sicher­heit digi­ta­ler Sys­teme und Kom­mu­ni­ka­ti­ons­netze. Kom­mu­ni­ka­ti­ons­tech­no­lo­gien ste­hen hier im Fokus. So för­dert bei­spiels­weise das BMBF seit 2019 für 7 Jahre die QuNET-Initia­tive mit einem Gesamt­pro­jekt­vo­lu­men von 165 Mio. €. Bei QuNET wird vor allem For­schung im Bereich des Quan­ten­schlüs­sel­aus­tauschs betrieben.

Das Quan­ten­ap­pli­ka­ti­ons­la­bor in Erfurt schafft Syn­er­gien zu die­sen Vor­ha­ben, um die natio­nale Sou­ve­rä­ni­tät in Sicher­heits­fra­gen für den Stand­ort Deutsch­land aus­zu­bauen und den Zukunfts­markt für quan­ten­si­chere Kom­mu­ni­ka­tion zu entwickeln.

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Dr. Kevin Füchsel
Lei­ter Strategie/Marketing/Kommunikation
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