Projekt

SEQT

Skalierbare Einzelphotonendetektoren für Quantentechnologien

Motivation

Quantentechnologien beruhen auf der gezielten Nutzung quantenphysikalischer Effekte für technologische Anwendungen. Beispiele sind leistungsstarke Quantencomputer, abhörsichere Quantenkommunikation und hochempfindliche Sensoren. Einzelne Lichtteilchen (Photonen), sind als System für die Realisierung von Quantentechnologien vielversprechend, da sie robuste Quanten-Bits (Qubits) darstellen und Quanteninformation über weite Strecken übertragen können. Bei allen Quantentechnologien, die auf Lichtteilchen beruhen, den sogenannten photonischen Quantentechnologien, spielt die Detektion einzelner Photonen eine zentrale Rolle. Um praktische Anwendungen zu ermöglichen wird aber eine große Anzahl an hocheffizienten Detektoren benötigt.

Ziele und Vorgehen

Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, Detektoren für einzelne Photonen auf zwei Arten zu skalieren, um praktische Anwendungen von photonischen Quantentechnologien zu ermöglichen. Diese Detektoren bestehen dabei aus einem supraleitendem Nanodraht, der beim Auftreffen eines Photons einen elektrischen Puls erzeugt.
Es soll, eine große Anzahl an Detektoren auf einem einzelnen Computerchip integriert werden, statt wie bisher nur ein Detektor pro Chip. Dies trägt z.B. zur Leistungssteigerung von photonischen Quantencomputern und -sensoren bei. Des Weiteren sollen die Detektoren von der bisherigen Größe (jeder Detektor besitzt eine Fläche von 100 μm²) um zwei Größenordnungen gesteigert werden. Dies wäre die Grundlage für eine Quanten- Kamera, welche einzelne Photonen mit einer hohen Effizienz und zeitlichen Genauigkeit messen könnte.

Innovation und Perspektiven

Die Umsetzung dieses Projektes wird praktische Anwendungen von Quantentechnologien ermöglichen. Durch eine große Anzahl von Detektoren auf einem Chip, können Übertragungsverluste in der Quantenkommunikation abschwächt werden. Außerdem werden Quantencomputer ermöglicht, die mit einer größeren Anzahl an Qubits arbeiten können. Die in diesem Projekt erzielten Ergebnisse werden durch Patente geschützt, im Anschluss wirtschaftlich genutzt und so dem Standort Deutschland eine führende Rolle in dieser aufstrebenden Technologie sichern.

Projektsteckbrief
Projektdetails

Projektlaufzeit:
01.09.2021 - 31.08.2023

Projektvolumen:
2,5 Mio. Euro (zu 100 % durch das BMBF gefördert)

Projektkoordination