QUILT-Herbstschule vom 9.-12. September 2018

Im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojekts QUILT organisiert das Fraunhofer IOF (Jena) gemeinsam mit dem IPM eine Herbstschule zum Thema »Quantum-Enhanced Imaging & Spectroscopy« am Physikzentrum Bad Honnef.

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Quilt – Quantum Methods for Advanced Imaging Solutions

Einzelne Photonen und Quantenzustände gezielt präparieren, kontrollieren und für moderne Anwendungen nutzen – mit diesem Ziel starteten sechs Fraunhofer-Institute im Oktober 2017 das Leitprojekt QUILT. Die Institute und zwei weitere Kooperationspartner bündeln dazu Ihre Expertise auf den Gebieten der Quantenmodelle, -quellen, -detektoren und -systeme. Neben wissenschaftlichen Beiträgen zu den Forschungsgebieten Quantensensorik und -imaging soll das Projekt die Vernetzung der beteiligten Partner fördern, deren jeweilige Technologie-Plattformen zusammenbringen, Forschungsergebnisse in neue Anwendungsfelder überführen und einen lebendigen Wissenschaftsdialog gestalten.

Im Zentrum der wissenschaftlichen Arbeit stehen drei Forschungsthemen. Sie fußen auf dem Prinzip der Übertragung von Informationen zwischen Photonen in unterschiedlichen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums durch Quantenverschränkung:

  • Ghost Imaging hat sich zum Ziel gesetzt, bestehende Time-of-Flight Systeme in Bezug auf Reichweite, Tiefenauflösung und Durchdringungsvermögen zu übertreffen.
  • MidIR Fingerprint Imaging untersucht spektroskopische und hyperspektrale Quanten-Messsysteme, um Verteilungen und Dynamiken organischer Moleküle, die im mittleren Infrarot charakteristische Spektren aufweisen, mittels hochentwickelter, rauscharmer Silizium-Detektoren analysieren zu können
  • Extreme Light Imaging zielt darauf ab, den ultravioletten Spektralbereich für die Quantentechnologie urbar zu machen. So sollen später einmal hochauflösende UV-Mikroskope ohne UV-Optiken entstehen.

Ziel ist die Entwicklung eines mobilen Demonstrators mit integrierten Einzelphotonen-Lichtquellen und -Detektoren.

Projektfinanzierung

Das Projekt QUILT wird im Rahmen der Initiative »Leitprojekte – Schnelle Umsetzung für den Markt« von der Fraunhofer-Gesellschaft gefördert.

Projektpartner

  • Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF
  • Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
  • Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS
  • Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
  • Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM
  • Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM

 

Externe Partner

  • Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der österreichischen Akademie der Wissenschaften
  • Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts (MPG MPL).

Projektlaufzeit

01.10.2017 bis 30.09.2020

Hintergrund

Die Quantenforschung hat in den vergangenen Jahren eine Reihe wissenschaftlicher Durchbrüche erzielt. In Wissenschaft, Politik und Wirtschaft spricht man von einer »zweiten Quantenrevolution«, bei der der Quantentechnologie eine Rolle als Schlüsseltechnologie der modernen Informationsgesellschaft zukommt. Im Unterschied zur ersten Generation von Quantentechnologien, die auf der Nutzung einer Gesamtheit unzählig vieler Teilchen basierte, können heute einzelne Quanten in ihrer Verschränkung und in Überlagerungszuständen präpariert, manipuliert, übermittelt und gemessen werden. Individuelle Quantensysteme bilden die Grundlage für disruptive Veränderungen in einer Vielzahl von Einsatzgebieten: von der industriellen Produktion über Medizin und Biotechnologie, Automobilbau, Information & Kommunikation, Luft- & Raumfahrt bis hin zur Wissenschaft. Aber auch in aufstrebenden Märkten wie der Umweltanalytik oder der zivilen Sicherheit und Informationssicherheit werden quantenoptische Systeme eine Rolle spielen.

Was ist Quantensensorik?

Unter Quantensensorik versteht man die Vermessung physikalischer oder chemischer Eigenschaften eines Materials oder einer Umgebung unter Nutzung der besonderen Eigenschaften isolierter Quanten. Verschränkte Photonen oder isolierte Atome können als Sensoren genutzt werden, die klassischen Sensoren im Hinblick auf Empfindlichkeit und Auflösungsvermögen deutlich überlegen sind.