Quantentechnologie

Unsere
Leistungsangebote

Schwerpunkte in diesem Technologiefeld sind die Entwicklung von Lasern, laserbasierten Verfahren und Prozesstechnik als Basis für die Herstellung von Quantenmaterialien und -komponenten sowie Design und Hardware für Quantensysteme.

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Neue Quantentechnologien#

Datenübertragung per Glasfaser und Laser, GPS-Systeme sowie Computer und Smartphones mit kompakter Siliziumtechnologie haben unser Leben nachhaltig verändert. Die moderne Kommunikation und das Internet wären ohne die erste Generation von Quantentechnologien nicht möglich.

Mit der Weiterentwicklung zu Quantencomputern und Quanteninternet steht ein nächster Paradigmenwechsel bevor, bei dem sich bisher ungenutzte physikalische Effekte für neuartige Anwendungen einsetzen lassen. Standen bislang kollektive Teilchenphänomene im Vordergrund, ist es heute möglich, einzelne Photonen und Quantenzustände gezielt zu manipulieren und zu kontrollieren.

In diesem Technologiefeld werden neue Technologien und Bauteile entwickelt, die sich fundamentale quantenphysikalische Eigenschaften zu Nutze machen. Dabei sind die Anforderungen an Präzision, Individualität sowie Kompaktheit von Systemkomponenten sehr  hoch. Gleichzeitig sind Lösungen erforderlich, die sich später auch industriell umsetzen lassen.

Gemeinsam mit deutschen und internationalen Spitzenforschern entwickeln die Wissenschaftler des Fraunhofer ILT ein breites Portfolio von Systemen und Prozessen für Quantentechnologien. Dazu zählen neben Lasern und Fasermodulen u. a. parametrische Photonenquellen und Frequenzkonverter, integrierte optische Komponenten und Packagingverfahren.

Durch die enge Kooperation u. a. mit den Lehrstühlen für Lasertechnik LLT und für Technologie Optischer Systeme TOS sowie dem Institut für Quanteninformation der RWTH Aachen University steht ein grundlegendes Verständnis der zugrundeliegenden Wechselwirkungseffekte zur Verfügung, das für eine präzise Kontrolle von Quantenzuständen notwendig ist. Zudem bestehen langfristig angelegte Kooperationen u. a. mit dem Forschungszentrum Jülich oder dem niederländischen Forschungszentrum QuTech.

Jahresberichte#

Berichte zu Ergebnissen aus Projekten des Fraunhofer ILT

Ausgewählte Forschungsprojekte#

Fraunhofer ICON-Projekt »QFC-4-1QID«

Low-Noise Frequency Converters for the First Quantum Internet Demonstrator

Verbundprojekt »QUEST«

Quantum Frequency Conversion of Photons Emitted by Spin Qubits to the Telecom Band

Fraunhofer-Leitprojekt »QUILT«

Quantum Methods for Advanced Imaging Solutions

Fraunhofer Cluster of Excellence Advanced Photon Sources CAPS

#Vorhang auf für das Quantencomputing: Fraunhofer und IBM starten Forschungsplattform

Quantencomputer-Bauteil mit Quantenprozessor und verschiedenen Kühlzonen.
© DP - stock.adobe.com
Quantencomputer-Bauteil mit Quantenprozessor und verschiedenen Kühlzonen.

Am 15. Juni 2021 gaben Fraunhofer und IBM den Startschuss für eine neue Quantencomputing-Forschungsplattform in Deutschland. Im baden-württembergischen Ehningen stellten sie den europaweit ersten IBM Quantum System One vor, einen Quantencomputer, der Unternehmen und Forschungsorganisationen für Forschung und Entwicklung zur Verfügung gestellt wird. Damit können quantenbasierte Rechenstrategien und Quantenalgorithmen für spezielle Anwendungen entwickelt und getestet werden.

Die neue, sichere Forschungsplattform ermöglicht den Aufbau von wertvollem Know-how zum Quantencomputing, das bereits heute als »Game Changer« gilt. Es kann völlig neue Möglichkeiten für Anwendungen in vielen Bereichen eröffnen, z. B. bei Optimierungsproblemen oder komplexen Simulationen für Logistik und Verkehr, Energiewirtschaft, Chemie, Medizin oder die Materialwissenschaften. Im Gemeinschaftsprojekt mit IBM betreibt die Fraunhofer-Gesellschaft den nahe Stuttgart installierten Quantencomputer unter hiesigem Datenschutzrecht.

-> Erfahren Sie hier mehr über das strategische Forschungsfeld »Quantentechnologien« bei Fraunhofer

Fraunhofer-Kompetenznetzwerk Quantencomputing#

Künstlerische Darstellung für einen Knoten in einem künstlichen neuronalen Netz, in dem Daten verarbeitet werden.
© ktsdesign - stock.adobe.com
Künstlerische Darstellung für einen Knoten in einem künstlichen neuronalen Netz, in dem Daten verarbeitet werden.

In einem bundesweiten Kompetenznetzwerk treiben mehrere Fraunhofer-Institute, darunter auch das Fraunhofer ILT, die Entwicklung der Schlüsseltechnologie Quantencomputing in Deutschland voran und entwickeln neue quantentechnologische Lösungen sowie Rechenstrategien für angewandte, wirtschaftsrelevante Fragestellungen. Die Experten unterstützen Unternehmen auch dabei, nötige Fachkompetenzen aufzubauen.

-> Zur Webseite des Fraunhofer-Kompetenznetzwerk Quantencomputing