Laser- und Quantentechnologien für den industriellen Einsatz

Nach dreijähriger Pause traf sich die Photonikbranche wieder auf der LASER World of PHOTONICS in München. Internationale Akteure aus Wissenschaft und Industrie präsentierten neueste Entwicklungen, Forschungsergebnisse und Technologien.

Infrarotspektroskopie für die Qualitätssicherung

Das Highlight des Auftritts des Fraunhofer IAF war ein Infrarotspektroskopie-Messsystem, das speziell für die Einbettung in den industriellen Produktionsablauf entwickelt wurde. Das Messsystem erkennt und verifiziert Proben kontaktfrei und innerhalb von wenigen Millisekunden mittels laserbasierter Infrarotspektroskopie. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer CAP wollen die Forschenden damit Industrieunternehmen aus der Pharma-, Chemie- und Lebensmittelbranche dabei unterstützen, Maßnahmen zur Qualitätssicherung sowie Prozesskontrollen zuverlässiger und zugleich effizienter zu gestalten.

Neben einem breiten Portfolio an Entwicklungen und Bauelementen aus dem Bereich der Infrarot-Halbleiterlaser und Lasersysteme präsentierte das Fraunhofer IAF sein Know-how und seine Ausstattung für die komplette Wertschöpfungskette für III/V-Halbleiterlaser. Vom Design über Epitaxie und Prozessierung bis zur Systementwicklung unterstützt das Freiburger Forschungsinstitut Projekt- und Industriepartner bei der Entwicklung von leistungsstarker Lasertechnologien.

World of QUANTUM

Zum ersten Mal fand dieses Jahr die Wold of QUANTUM statt. Die Plattform für die internationale Quantencommunity widmet sich allen Facetten der Zukunftstechnologie. Forschende des Fraunhofer IAF nutzten die Möglichkeit, um ihre vielfältigen Aktivitäten in den Bereichen Quantensensorik, Quantencomputing und Quantenkommunikation vorzustellen.

Hardware und Software für das Quantencomputing

Quantencomputer haben das Potenzial, Rechenprobleme zu lösen, die klassische Computer nur mit Vereinfachungen, Näherungen oder in sehr langen Rechenzeiten lösen können. Die Rechenleistung hängt dabei vom zentralen Hardwareelement, dem Qubit, ab. Im kürzlich gestarteten Projekt SPINNING will das Konsortium unter der Leitung des Fraunhofer IAF nicht nur einen Demonstrator eines Quantenprozessors »Made in Germany« entwickeln, sondern auch die notwendige Peripherie, um den Prozessor an herkömmliche Computersysteme anzubinden.  So soll sich die geplante Hardware sowohl durch längere Operationszeiten und kleinere Fehlerraten als auch durch einen geringeren Kühlbedarf auszeichnen.

Das Fraunhofer IAF ist auch im Bereich der Quantenalgorithmen und -software aktiv und koordiniert mit dem Fraunhofer IAO das Kompetenzzentrum Quantencomputing Baden-Württemberg. Partner aus Wissenschaft und Industrie haben dort Zugriff aus das IBM Quantum System One. Im Rahmen dieses Zentrum gibt es mehrere Projekte zur Erforschung von Technologie, Anwendungsszenarien und Algorithmen, die das Ziel verfolgen, Erkenntnisse der Forschung auf dem Gebiet des Quantencomputing im Hinblick auf praktische Anwendungen weiterzuentwickeln und für die Wirtschaft nutzbar zu machen.

Quantenmagnetometrie für die Industrie

Im Bereich der Quantensensorik stellten die Forschenden ein Fraunhofer-Leitprojekt zur Quantenmagnetometrie vor: Im Projekt QMag entwickeln sechs Fraunhofer-Institute Sensoren, mit denen winzige Magnetfelder mit einer nie dagewesenen räumlichen Auflösung und Sensitivität bildgebend und bei Raumtemperatur dargestellt werden können. Das Ziel der Projektpartner besteht darin, Quantenmagnetometer aus dem Forschungsumfeld in konkrete industrielle Anwendungen in der Nanoelektronik, der chemischen Analytik und der Materialprüfung zu überführen.