Gegenwärtig werden klassische Sensorprinzipien zwar verbessert und kombiniert, allerdings sind die maximal erreichbaren Empfindlichkeiten durch Messprinzipien in aller Regel limitiert.
Mit Quantenmessungen lassen sich dagegen extrem schwache Signale erfassen. Die unterschiedlichen Quantensysteme weisen dabei spezifische Stärken auf, um physikalische Größen wie beispielsweise Druck, Temperatur, Position, Zeit, Geschwindigkeit, Gravitation oder elektrische und magnetische Felder mit extrem hoher Genauigkeit zu messen.
Bereits heute kommen hochgenaue Atomuhren, die auf Quanteneffekten beruhen, im Global Positioning System (GPS) zum Einsatz. Bildgebende Verfahren in der Medizin nutzen supraleitende Quanteninterferometer (SQUID), um Hirnaktivitäten zu messen. Dank Quantensensorik erscheint es zukünftig möglich, Bodenschätze leichter aufzufinden, präziser zu navigieren oder einzelne biologische Moleküle schonend nachzuweisen.
Bislang wurden die meisten Ansätze der Quantentechnologien aber nur im Labor gezeigt. 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. Das Erfordernis extrem tiefer Temperaturen, hochgenauer Positionierung oder die teilweise enorme Größe der Aufbauten stellen derzeit noch eine Hürde dar. Um letztlich tatsächlich genutzt zu werden, müssen die Quantenmesssysteme zudem wirtschaftlich konkurrenzfähig sein.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, sind Forschungsansätze, die sich dem Messsystem in seiner Gesamtheit widmen, erforderlich. Typische Anwendungsfelder sind die industrielle Präzisionsmesstechnik, medizinische Diagnostik, Erdbeobachtung, Geologie Lagerstättenerkundung und Navigation.
Einreichungsfrist für Projektskizzen: 31. Januar 2020
Weitere Informationen
Bekanntmachung „Anwendungsbezogene Forschung in der Quantensensorik, -metrologie sowie –bildgebung“
Zu der Bekanntmachung findet am 29.11.2019 in Frankfurt am Main eine Informationsveranstaltung für potenzielle Antragsteller statt. Bei Interesse an einer Teilnahme wenden Sie sich bitte an den zuständigen Projektträger VDI Technologiezentrum GmbH, Frau Althof, althof@vdi.de.
