Aktuell

Quantensensorik, Quantenmetrologie, Quantenbildgebung

„Anwendungsbezogene Forschung in der Quantensensorik, -metrologie sowie -bildgebung“              Einreichungsfrist: 31.01.2020

Quantenmessungen ermöglichen den Nachweis extrem schwacher Signale. Zwar werden gegenwärtig klassische Sensorprinzipien verbessert und kombiniert, allerdings sind die maximal erreichbaren Empfindlichkeiten durch Messprinzipien in aller Regel limitiert. Die unterschiedlichen Quantensysteme weisen dabei spezifische Stärken auf, um Größen wie Zeit, Geschwindigkeit, Gravitation oder elektrische und magnetische Felder mit extrem hoher Genauigkeit zu messen.

Bislang sind die meisten Ansätze der Quantentechnologien nur im Labor gezeigt worden. Für eine tatsächliche Feldtauglichkeit bedarf es neben einer hohen Genauigkeit auch neuartiger Konzepte für die Steigerung der Robustheit, einer besseren Bedienbarkeit sowie der Integration in bestehende Systeme. Um letztlich tatsächlich genutzt zu werden, müssen die Quantenmesssysteme zudem wirtschaftlich konkurrenzfähig sein.

Das Ziel der Fördermaßname ist, die Quantenmesstechnik in Anwendungsfelder jenseits der akademischen Forschung zu überführen und deren konkrete Zielstellungen sich am spezifischen Bedarf des jeweiligen Nutzers ausrichten.

Gefördert werden Verbundprojekte in den Themenfeldern Quantensensorik, Quantenmetrologie und Quantenbildgebung.

Es werden unter anderem Verbundprojekte zu folgenden Themen adressiert:

  • Ansätze zur Einbindung von Festkörpersensoren (z. B. NV-Zentren in Diamant) in die jeweiligen Sensorumgebungen sowie effiziente Ansteuer- und Auswerteelektronik,
  • Ansätze zur Detektion einzelner Moleküle mit Hilfe von Festkörpersensoren beispielsweise in einer Mikroskopie- oder MRT-Plattform,
  • Arbeiten zur Steigerung der Robustheit von Materiewellen-Interferometern bzw. Sensorkonzepten mit ultrakalten Atomen in einem kompakten Aufbau,
  • Verbesserung der Genauigkeit, Kompaktheit und Robustheit von Atomuhren auf Chip-Basis,
  • Erschließung neuer Anwendungsfelder für optisch gepumpte Magnetometer, z. B. durch Erhöhung der Sensitivität und des Dynamikbereichs,
  • Ansätze zu feldtauglichen Quantensensoren für die Navigation,
  • Arbeiten zu CMOS-kompatiblen optomechanischen Quantensensoren,
  • Sensorkonzepte mit mehreren verschränkten Quantensystemen,
  • Integration elektronischer und optischer Komponenten direkt in die Struktur von Ionen- und Atomfallen in einem skalierbaren Verfahren,
  • mit den Quantensensorkonzepten verbundene Messalgorithmen für schwache Signale und Multiparameter-Messungen, insbesondere im Hinblick auf verrauschte Signale in realen Messumgebungen,
  • robuste und miniaturisierte Gesamtsysteme für die quantenunterstützte Bildgebung sowie der Funktionsnachweis in einer spezifischen Anwendung,
  • Herstellung von nanostrukturierten Komponenten mit Hilfe eines quantenlithografischen Verfahrens.

Die Aufzählung ist beispielhaft und nicht als vollständig anzusehen.

Antragsberechtigt sind Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft sowie Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Die Ergebnisse des geförderten Vorhabens dürfen nur in Deutschland oder dem Europäischen Wirtschaftsraum (EWR) und der Schweiz genutzt werden.

Die Förderquote für Unternehmen beträgt bis zu 50 % der zuwendungsfähigen Kosten.

Projektträger ist die VDI Technologiezentrum GmbH – Projektträger Quantensysteme –
In der ersten Verfahrensstufe ist dem Projektträger eine Projektskizze bis spätestens zum 31. Januar 2020 einzureichen.