Quantum for Instrumentation and Measurement

Quantensensoren– stets vertrauenswürdig!

(PresseBox) - Mit den Quantensensoren steht eine neue Generation von Messfühlern ins Haus: Anders als herkömmliche Modelle müssen sie nicht kalibriert werden, sondern liefern stets exakte Werte. Auch eröffnen sie Anwendungen, die mit bisherigen Sensoren nicht möglich waren – etwa das berührungslose Aufspüren von Bodenschätzen. Interessante Hintergründe dazu liefern Expertinnen und Experten auf der Anwendertagung mit begleitender Fachausstellung Quantum Photonics am 5. und 6. Mai 2026 in Erfurt.

Quantensensoren nutzen Quanteneffekte wie Verschränkung oder Superposition, um physikalische Größen – etwa Magnetfelder, Zeit, Temperatur oder Druck – präzise zu messen. Doch welche Vorteile bietet dies? Die verbreitetste Vermutung: Quantensensoren messen deutlich genauer. „Das stimmt meistens nicht“, weiß Prof. Dr. Thomas Ortlepp, Geschäftsführer der CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH. „Wirklich besser sind vor allem zwei Dinge. Zum einen die Kalibrierung: Herkömmliche Sensoren müssen vor ihrem Einsatz kalibriert werden, ihre Messwerte also ins Verhältnis zu den Messungen einer Referenz gesetzt werden. Zudem driftet ihr Signal im Laufe der Zeit; insbesondere bei industrieller Messtechnik müssen sie daher alle zwei Jahre durch den TÜV nachkalibriert werden.“ Der Quantensensor dagegen bezieht sich direkt auf Naturkonstanten und ist somit absolut genau – ohne jegliche Kalibrierung. Dies ändert sich auch nach mehreren Jahren Laufzeit nicht, er liefert über den gesamten Lebenszyklus stets das gleiche Signal. Der gemessene Wert ist daher absolut vertrauenswürdig. „Interessant ist diese Kalibrierungsfreiheit vor allem für industrielle Anwendungen. Zudem erlaubt sie Messungen in Bereichen, in denen eine Kalibrierung nicht durchführbar ist – etwa in schwer zugänglichen technischen Anlagen oder Satelliten“, erläutert Ortlepp. Der zweite große Vorteil: Quantensensoren sind nicht manipulierbar – jeglicher Manipulationsversuch zerstört das Signal. Würden beispielsweise Energieversorger quantenbasierte Stromzähler einsetzen, gäbe es für Verbraucher keinerlei Möglichkeit mehr, sich Strom kostenlos zu „ermogeln“.



Bodenschätze aufspüren – ohne Probebohrungen

Auch können Quantensensoren dabei helfen, Bodenschätze zu finden. Das Unternehmen supracon AG erforscht supraleitende Sensoren und Schaltungen – und hat für den Bau eines magnetischen Quantensystems zur Messung von Bodenschätzen den International Mining Award bekommen, eine hoch dotierte Auszeichnung der Bergbauindustrie. Punkten konnte der Sensor zum Beispiel in Kanada, wo er große Kupferlagerstätten aufspürte. Probebohrungen sind dazu nicht nötig: Da der Sensor das Magnetfeld der Erde misst, das durch Bodenschätze verändert wird, lassen sich die Daten bequem aus dem Flugzeug erheben. Das Ergebnis ist eine magnetische Karte der Erdschicht – bis zu 500 Meter tief – anhand derer sich auf die Bestandteile der Erdschichten schlussfolgern lässt. Das Messsystem ist mittlerweile im industriellen Einsatz: Es vermisst Magnetfelder so präzise, dass Erdmagnetfelder und andere Störfaktoren nicht ins Gewicht fallen. Mit klassischen Systemen wären solche Messungen nicht möglich. Zum Fachkongress der Quantum Photonics gibt Matthias Meyer, Vorstand der supracon AG, tiefere Einblicke in dieses Gebiet.

Einzelphotonendetektoren für die Satellitenkommunikation

Wie lassen sich einzelne Photonen detektieren? Im Forum „Quantum for Instrumentation and Measurement“ der Fachveranstaltung Quantum Photonics erläutert Prof. Dr. Ronny Stolz neue Entwicklungen rund um diese Fragestellung. Er leitet die Abteilung „Quantum Systems“ am Leibniz-Institut für Photonische Technologien in Jena und ist als Honorarprofessor an der Technischen Universität Ilmenau tätig. Dort entwickelt er die notwendigen Technologien, um einzelne Photonen mit einer hohen Quanteneffizienz zu messen. Anwendungen finden sich beispielsweise in der Satellitenkommunikation sowie in der Quantum Key Distribution, einem Verfahren, mit dem sich kryptografische Schlüssel auf Basis der Quantenphysik abhörsicher übertragen lassen.

Thüringen: Der Quanten-Standort in Deutschland

In Thüringen werden Optik und Quantentechnologie zusammengedacht – schließlich bietet insbesondere Jena eine langjährige Optik-Historie durch die ZEISS Gruppe und die Jenoptik AG, ergänzt von hochrangigen Forschungseinrichtungen wie dem Fraunhofer IOF und der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Zudem ist Thüringen ein Sensorland: Zahlreiche Technologieentwicklungen drehen sich um die Sensorik, sei es an der TU Ilmenau, der Friedrich-Schiller-Universität Jena oder auch in Unternehmen wie der UST Umweltsensortechnik GmbH in Geschwenda. „Thüringen hat das Potenzial, Mikroelektronik, Optik und Photonik eng zu verzahnen – und somit diese Schlüsseltechnologien für wichtige Anwendungsfelder der Quantentechnologien voranzubringen. “, sagt Dr. Gabriel Kittler, Geschäftsführer der X-FAB Semiconductor Foundries GmbH in Erfurt und Forensprecher „Quantum for Instrumentation & Measurement“ auf der Quantum Photonics. „Kurzum: Thüringen bietet eine starke Grundlage für die Quantenphotonik.“

Parallelveranstaltung rapid.tech 3D

Die rapid.tech 3D, Fokus-Event zu den vielfältigen industriellen Anwendungsmöglichkeiten des Additive Manufacturing, findet parallel zur Quantum Photonics vom 5. bis 7. Mai 2026 in Messehalle 2 statt. Da der Bereich der Additiven Fertigung insbesondere für viele optisch basierte Quantentechnologien Anwendung findet, wird die Verzahnung beider Kongress-, Foren- und Netzwerkbereiche Synergien für Aussteller und Besucher bringen.

Das gesamte Kongressprogramm der Quantum Photonics im Überblick sowie Tickets für den Fachkongress mit Ausstellung gibt es online auf www.quantum-photonics.de.

Als größter Messe- und Kongressstandort in der Mitte Deutschlands hat sich die Messe Erfurt als Forum für Unternehmen, Wissenschaftler, Mediziner, Gewerkschaften und viele weitere Institutionen etabliert. Jährlich finden hier mehr als 220 Veranstaltungen, Kongresse und Tagungen, Messen und Ausstellungen, Firmenevents und Konzerte mit über 650.000 Besucherinnen und Besuchern statt. Mehr unter: www.messe-erfurt.de

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Datum: 09.04.2026 - 14:50 Uhr
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