Ein Quantensprung nach vorn Wie 3D-gedruckte Elektronik die Entwicklung von Quantensensoren beschleunigt

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MISSION ADDITIVE

Die Fertigung von Quantensensoren war bisher nur in großen Forschungseinrichtungen möglich. Dank der BMBF-Initiative Cluster 4 Future Q-Sens soll sich das bald ändern. Q-Sens adressiert die Kluft zwischen Forschung und Industrie und will durch additiv gefertigte Elektronik Quantentechnologie auch kleinen Forschungslaboren zugänglich machen.

Quantensensoren repräsentieren den neuesten Stand der Quantentechnologie und ermöglichen Messungen, die sich theoretischen Sensitivitätsgrenzen annähern. Sie können selbst die schwächsten Signale – etwa Magnetfelder, Temperaturveränderungen oder Gehirnaktivitäten – mit extremer Präzision erfassen. Ihr Potenzial, zahlreiche Branchen zu transformieren, ist enorm. Doch ihre Entwicklung und Nutzung erfordern spezielle, kostenintensive und hochentwickelte Ausrüstung und Ressourcen, die meist nur großen Forschungseinrichtungen zur Verfügung stehen. Hinzu kommt, dass herkömmliche Produktionsprozesse langsam, komplex und schlecht skalierbar sind – ein Innovationshemmnis.

Das Konsortium Q-Sens – „Quantensensoren der Zukunft“, bestehend aus 15 Industriepartnern, den Universitäten Stuttgart, Ulm und Tübingen, der Charité Berlin sowie drei weiteren Forschungseinrichtungen, hat sich zum Ziel gesetzt, diese Barrieren zu überwinden und die Quantensensorik mit bislang ungekanntem Tempo voranzubringen. Mit der ambitionierten Mission, Quantensensoren in den kommenden fünf bis neun Jahren marktreif zu machen, suchte das Team nach einer Lösung, die diese Herausforderungen adressiert – insbesondere durch die skalierbare Integration von Elektronik, Photonik und Quantentechnologie bei gleichzeitig sinkendem Zeit- und Kostenaufwand. Durch den Einsatz additiv gefertigter Elektronik (Additively Manufactured Electronics, AME) entwickelt Q-Sens skalierbare, kostengünstige Quantensensoren für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen.