Pressemitteilungen

Seit dem 1. April 2024 wird das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF erstmals von einer Doppelspitze geführt: Dr. Patricie Merkert, bislang als Managing Director für Innovation & Technologies bei der E.G.O.-Gruppe tätig, und Prof. Dr. Rüdiger Quay, der das Institut seit 2022 kommissarisch geleitet hat, bilden nun das Leitungsteam des Freiburger Forschungsinstituts.

Quantencomputer vernetzen und ihre Leistungsfähigkeit erhöhen, Kommunikationskanäle abhörsicher verschlüsseln oder Atomuhren synchronisieren, um hochgenaue Zeitmessungen für Satellitennavigation oder wissenschaftliche Experimente durchzuführen: Das Quanteninternet verspricht signifikante Verbesserungen in verschiedenen technologischen Schlüsselbereichen. Um das Quanteninternet im bestehenden Glaserfasernetz zu realisieren, sind jedoch Quantenfrequenzkonverter nötig, die die Wellenlänge von Photonen an das Telekomband (1550 nm) anpassen können. Das Fraunhofer IAF hat einmodige GaSb-Scheibenlaser mit Bestwert-Ausgangsleistungen von bis zu 2,4 W entwickelt, die als rauscharme Pumpquelle Quantenfrequenzkonversion ermöglichen.

Im Januar 2024 startete ein neues, von »Horizont Europa« finanziertes Projekt, das die Forschung auf dem Gebiet des festkörper-basierten Quantencomputings bedeutend voranbringen soll. Das Projekt »SPINUS« zielt darauf ab, experimentelle Plattformen auf der Grundlage von Festkörper-Spin-Qubits für Quantensimulationen und Quantencomputer zu schaffen.

Quantenmagnetometer sind in der Lage, winzige Schädigungen in ferromagnetischen Materialien aufzuspüren und sichtbar zu machen. In der Luft- und Raumfahrttechnik oder der Automobilindustrie können sie dazu beitragen, die Resilienz und Sicherheit von Systemen und Werkstoffen erheblich zu steigern. Zu diesem Ergebnis sind Forschende im kürzlich beendeten Fraunhofer-Leitprojekt »QMag« gekommen. Darüber hinaus haben sie den Einsatz von Quantenmagnetometern in der Biomedizin, Durchflussmessung und der Chipherstellung untersucht.

HQS Quantum Simulations liefert im Auftrag der Institute Fraunhofer IAF und ICT Setups zur Simulation chemischer Systeme wie metallorganischer Gerüstverbindungen (metal-organic frameworks, MOFs) auf Quantencomputern. Im Rahmen des QC4BW-Projekts wird ein diamantenbasierter Quantenprozessor entwickelt, dessen Leistungsfähigkeit unter anderem mit Hilfe der quanten-chemischen Berechnungen bewertet wird.

Die Entstehung von Tumoren beginnt mit winzigen Veränderungen innerhalb einzelner Körperzellen, und bei der Leistungsfähigkeit von Batterien sind Ionenbewegungen auf kleinster Ebene entscheidend. Bisher ist die Auflösung der gängigen bildgebenden Verfahren aber zu gering, um diese Prozesse im Detail darstellen zu können. Ein Forschungsteam unter der Leitung der Technischen Universität München (TUM), der dem auch das Fraunhofer IAF gehört, hat Diamant-Quantensensoren entwickelt, die als hochauflösende Kernspintomografen eingesetzt werden könnten.

Durch intensive Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in den vergangenen Jahren sind die Quantentechnologien auf einem guten Weg Richtung Anwendung. Das Fraunhofer IAF zeigt seine neuesten Forschungsergebnisse in den Bereichen Quantensensorik und Quantencomputing-Hardware sowie -Software bei der Erstauflage der Fachmesse Quantum Effects am 10. und 11. Oktober 2023. Fachleute aus Forschung und Forschungsmanagement präsentieren einem internationalen Publikum die Möglichkeiten der Quantentechnologien anhand von Demonstratoren, Vorträgen und Service- sowie Schulungsangeboten.

Prof. Holger Hanselka ist seit Mitte August neuer Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft, einer der weltweit führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. Im Rahmen seines Amtsantritts besucht er sukzessive verschiedene Fraunhofer-Standorte. Die erste Station war Freiburg. Die fünf Freiburger Fraunhofer-Institute erläuterten Prof. Hanselka insbesondere die Bedeutung der Nachhaltigkeitsforschung in der »Green City«.

Das Fraunhofer IAF präsentiert neueste Fortschritte der Hochfrequenzelektronik auf Basis von III/V-Halbleitern für Mikrowellentechnologie, Hochfrequenztechnik und Radar auf der European Microwave Week 2023 (EuMW) in Berlin. Zusätzlich zum Messeauftritt ist das Freiburger Institut bei 18 Konferenzbeiträgen vertreten.

Deutschlands erste kryogene Anlage zur statistischen Qualitätsmessung von Qubit-Bauelementen auf ganzen 200- und 300-mm-Wafern hat am Fraunhofer IAF die Arbeit aufgenommen. Der On-Wafer-Prober kann Bauelemente auf Basis von Halbleiter-Quantenpunkten und -Quantentöpfen sowie Supraleitern bei Messtemperaturen unter 2 K charakterisieren. Durch den vollautomatischen Betrieb können Forschende eine quantitativ relevante Datenbasis aufbauen und die industrielle Fertigung hochwertiger Bauelemente für Quantencomputing und Quantensensorik in Europa voranbringen.