Quantentechnologien in Deutschland

Schwer zu erklären, aber extrem leistungsfähig: Quantentechnologien können Wirtschaft und Gesellschaft in Zukunft stark verändern. Deutschland zählt zu den Vorreitern in diesem Zukunftsfeld.

Unsere Welt besteht aus Quanten. Diese elementaren Teilchen unterliegen eigenen Gesetzen und physikalischen Prinzipien, die unserem Alltagsverständnis manchmal scheinbar widersprechen. Manche Quantenphänomene sind seit mehr als 100 Jahren bekannt. Heute besteht die Chance, die wissenschaftlichen Erkenntnisse in die industrielle Anwendung zu bringen.
Teilweise nutzen wir Quanteneffekte bereits, sie bilden die Basis für moderne Technik wie Mikrochips, Breitbandinternet oder Satellitennavigation – sog. Quantentechnologien der ersten Generation. Effekte wie Verschränkung und Überlagerung (Superposition) dagegen werden erst heute technologisch nutzbar und bieten das Potenzial für völlig neue technische Lösungen – Quantentechnologien der zweiten Generation. Beispiele für Anwendungen sind sehr viel genauere Messgeräte, eine stark erhöhte Sicherheit bei der Datenkommunikation oder deutlich leistungsfähigere Computer.

Weltweiter Innovationswettbewerb

Die Möglichkeiten der Quantentechnologien sind so groß, dass sie erhebliche Auswirkungen auf Wirtschaft und Gesellschaft haben können – und auch sicherheitspolitisch von hoher Relevanz sind. Der internationale Wettlauf um die industrielle Realisierung solcher Technologien hat bereits begonnen. Rund um den Globus wenden Forschungsinstitute und Unternehmen beträchtliche Energie und umfangreiche finanzielle Ressourcen auf, um das Themenfeld der Quantentechnologien voranzutreiben.

Besonders hervorzuheben sind die USA, Kanada, Russland und Asien (China, Japan, Singapur, Korea), die ihre eigenen Quanten-Forschungsprogramme kontinuierlich weiterentwickeln und eine starke Dynamik erkennen lassen.
 

Deutschland befindet sich in guter Ausgangspostion

In diesem zunehmenden Innovationswettbewerb verfügen Deutschland und Europa über eine gute Ausgangsbasis. Europa ist international führend in der Quantenphysik – mit heute rund 50 Prozent aller wissenschaftlichen Publikationen und fast 40 Prozent der Forscher in diesem Bereich.

In Deutschland hat Quantenphysik eine lange wissenschaftliche Tradition. Hierzulande sind einige Pioniere der Quantenphysik und weltweit führende Forschungsinstitute beheimatet. In den letzten Jahren haben sich größere Institute, Exzellenzinitiativen oder Kooperationen gebildet, die sich derzeit der Forschung zum Thema Quantentechnologien widmen, darunter das Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST) in Stuttgart und Ulm, das Hannover Institut für Technologie (HITec) in Hannover und das Center for Optical Quantum Technologies in Hamburg.

Die Quantentechnologien haben das Potenzial, in vielen Anwendungsfeldern und Märkten eine dominante Rolle zu spielen. Allerdings steht das Feld insgesamt noch am Anfang der Technologieentwicklung. Der zurzeit größte bekannte Markt für Quantentechnologien ist die universitäre öffentliche Forschung. Darüber hinaus ist anzunehmen, dass es einen bedeutsamen nicht öffentlichen Markt im Bereich der Sicherheit gibt, der sich im Forschungs- und Entwicklungsstadium befindet.

Quantentechnologien einfach erklärt

Mit Cedric Engels alias Doktor Whatson

Quanten - Teil 1: Quantenmechanik

Vom Doppelspaltexperiment bis zur Quantenverschränkung: die Grundlagen der Quantenmechanik.

Quanten - Teil 2: Quantentechnologien

Ein Überblick über die kommenden Technologien, die gezielt Quanteneffekte nutzen.

Quanten - Teil 3: Quantencomputer

Schneller, effizienter und leistungsstärker als heutige Computer – halten Quantencomputer, was sie versprechen?

Quanten - Teil 4: Quantenkryptografie

Absolut abhörsichere Kommunikation: So funktioniert Quantenkryptografie im Detail.

Quanten - Teil 5: Quantensensorik

Wie zwei Quanteneffekte in der Messtechnik künftig für beispiellose Genauigkeiten sorgen können.

Branchenübersicht

Welche Universitäten, Institute und Unternehmen sind in Deutschland im Bereich der Quantentechnologien aktiv? In der Branchenübersicht finden Sie alle Akteure – nach Themenfeldern, Organisationsart und Bundesländern sortiert, als Liste oder Landkarte.

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