Quanten für die Mobilität von morgen

Die Kommunikation nimmt zu, das gilt auch für Straße, Schiene und Flugverkehr: Autos beispielsweise sollen den Fahrer künftig ebenso über den Zustand von Straßen wie über die Verkehrslage informieren und ihn bei nah vorbeisausenden Radfahrern oder sich nähernden Fußgängern warnen. Man spricht dabei von Konnektivität. Sie treibt die Sicherheit und den Komfort des Fahrens nach oben, und zwar für alle Verkehrsteilnehmer. Ausgetauscht werden die Daten via Internet, doch dürften die elektronischen Strukturen zunehmend unsicherer werden. Schließlich sind vernetzte Fahrzeuge auf Straße, Schiene und in der Luft potenzielle Targets für gezielte Störungen.

Mehr Sicherheit für die Konnektivität
Mit Hilfe der Quantentechnologie lässt sich die Sicherheit der Konnektivität drastisch erhöhen. Insbesondere die Verschlüsselungs- und Isolationsmechanismen liefern interessante Möglichkeiten, um die Kommunikation besser zu schützen. Bei der Quantum Key Distribution beispielsweise erhalten miteinander kommunizierende Fahrzeuge eine gemeinsame Zufallszahl, die als geheimer Schlüssel für den Informationsaustausch dient. Nicht nur bei der Entwicklung sicherer Kommunikationssysteme haben Quantentechnologien viel zu bieten, auch bei der Fahrzeugoptimierung, der Materialforschung und perspektivisch vielleicht sogar in den Fahrzeugen eingebetteten Quantencomputern punkten sie mit zahlreichen Benefits.

Die vielfältigen Vorteile der Quantentechnologie für die Mobilität erörtern Expertinnen und Experten auf der Kongressmesse Quantum Photonics am 13. und 14. Mai 2025 in Erfurt. „Auf der Anwendertagung greifen wir das Anwendungsfeld der sicheren Quantenkommunikation und der Quantensensorik für die Mobilität auf und stellen innovative Ansätze, Projekte, Unternehmen und Institute vor“, sagt Anke Siegmeier, Geschäftsführerin von OptoNet Jena und Forenverantwortliche für den Bereich „Quantum and Mobility“ der Quantum Photonics. „In einer geballten Session lassen wir Experten der Quantentechnologien und der Mobilität zu Wort kommen und ermöglichen eine zielgerichtete Diskussion.“

Referenten decken ein breites Themenspektrum ab
So stellt Prof. Dr. Andreas Polze vom Hasso-Plattner-Institut unter anderem das Projekt SQuIRRL vor, in dem Quantentechnologien für sicheren Schlüsselaustausch im Straßen-, Schienen- und Luftverkehr entwickelt werden. Wie lassen sich kosteneffiziente, skalierbare und robuste Detektionseinheiten für verschränkungsbasierte Quantum-Key-Distribution-Systeme erstellen? Wie eine generische Architektur konzeptionieren, um die Endpunkte dieser Systeme in Schienen-, Straßen- und Luftfahrzeugen sowie der entsprechenden Infrastruktur integrieren zu können? Und über welche mehrstufigen Verfahren lässt sich die technische Machbarkeit nachweisen? All diesen Fragen wird Prof. Polze in seinem Vortrag nachgehen.

Dr. Bernd Burchard, Vize-Präsident IP Management der Elmos Semiconductor SE, gibt einen Überblick über aufkommende Quantentechnologien – von Quanten-Zufallszahlengeneratoren bis hin zu mobilen Quantencomputern im Fahrzeug. Dabei widmet er sich insbesondere ihrem Potenzial, sowohl die Sensorik als auch die Sicherheit und Datenverarbeitung in der Automobilindustrie zu revolutionieren.

Wie sich Farbzentren in Diamanten für die Sensorik und das Quantencomputing im Bereich der Mobilität einsetzen lassen, erörtert Dr. Mario Bähr, Entwicklungsingenieur am Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH CiS. Schließlich ermöglichen die Farbzentren Quantencomputing bei Raumtemperatur sowie Quantenmetrologie. In seinem Vortrag gibt Bähr einen Einblick in den aktuellen Entwicklungsstand der entsprechenden Magnetometrie sowie der Quantenprozessorchips und legt die Anforderungen und Herausforderungen dieser Technologien dar.

Ein weiteres interessantes Anwendungsfeld von Quantentechnologien im Kontext der Mobilität liegt darin, den Quantencomputer für das Design von Verbundwerkstoffen zu nutzen. Mit welchen Chancen und Herausforderungen dies einhergeht, erläutert Arne Wulff von der Technischen Universität Delft. Er und seine Kollegen haben eine neuartige Methode entwickelt, die die Herstellung besserer und leichter Verbundwerkstoffe ermöglicht – und die sich im industriellen Maßstab als sehr wettbewerbsfähig erweist.

Standort Thüringen: Große Expertise im Bereich der Photonik
Es ist alles andere als Zufall, dass die Anwendertagung Quantum Photonics in Thüringen stattfindet: Schließlich blickt diese Region auf eine lange Tradition im Bereich der optischen Systeme und Komponenten zurück und nimmt mit Hochleistungskomponenten, Lasertechnologie und Sensorik weltweit einen Spitzenplatz ein. „Beim Fahrzeug der Zukunft sind es insbesondere die optischen Technologien und die Sensorik, die den Unterschied machen werden – die Beduetung der Photonik im Fahrzeug steigt“, ist Siegmeier überzeugt. Führender Player im Bereich der Photonik ist das Fraunhofer IOF, das Startup Quantum Optics Jena, auch das Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH CiS trägt entscheidend zur Thüringer Expertise bei. „Mit der Quantum Photonics etablieren wir ein Format, das diese Expertise sichtbar werden lässt, Experten vor Ort vereint und den Blick in die Anwendung wagt“, sagt Siegmeier, „damit Industrie und Unternehmen das Innovationspotenzial ausschöpfen können.

Parallelveranstaltung rapid.tech 3D
Die rapid.tech 3D, Leitveranstaltung der Additive Manufacturing-Industrie, findet parallel zur Quantum Photonics vom 13. bis 15. Mai 2025 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 schaffen.

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