Quantensensoren: neue Möglichkeiten für Forschung und Alltag

Quantensensoren nutzen die Quanteneigenschaften von Licht und Materie, um eine höhere Präzision zu erreichen, als dies mit klassischen Sensoren möglich ist. Es werden die Grundprinzipien der Quantensensorik und Quantenmetrologie vorgestellt. Zu grundlegenden Konzepten der Quantenmechanik werden Experimente gezeigt.

Empfindlich auf äußere Einflüsse reagierende kohärente und verschränkte Zustände sind wesentlich für Quantensensorik. Auch wird aufgezeigt, wie diese Sensoren im Alltag eingesetzt werden können, z.B. in der Analytik und im Gesundheitswesen sowie in der Mobilität und Nachhaltigkeit. Mögliche Anwendungen von Quantensensoren sind: frühzeitige Erkennung von Krebs, neuartige hochpräzise Uhren für Satellitennavigationssystemen, die hochpräzise Messung des Erdmagnetfeldes auch ohne GPS für autonomes Fahren sowie ultrasensible Quantenmagnetometer zur Untersuchung von Gehirnaktivitäten. Letztere könnten eine effiziente Schnittstelle zwischen Gehirn und Maschine ermöglichen.

Othmar Marti forschte 1986-1988 an der UCSB in Santa Barbara, USA, 1988-1990 an der ETH Zürich, Schweiz, 1990-1994 an der Universität Konstanz und seit 1994 an der Universität Ulm als Leiter des Instituts für Experimentelle Physik. Seine Forschungsbereiche liegen in der Biophysik, der angewandten Physik und granularen Medien.

Fedor Jelezko ist Direktor des Instituts für Quantenoptik und Direktor des Zentrums für Integrierte Quantenwissenschaft und -technologie (IQST) an der Universität Ulm. Seine Forschungsinteressen liegen an der Schnittstelle zwischen fundamentaler Quantenphysik und der Anwendung von Quantentechnologien für Informationsverarbeitung, Kommunikation, Sensorik und Bildgebung. Auch 2023 gehörte Jelezko zum wiederholten Mal zu den meist zitierten und damit einflussreichsten Forschenden weltweit.