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Quantenengineering als Basis zukunftsweisender Technologien

Jüngste Fortschritte im sogenannten Quanten-Engineering, das heißt einer vollständigen Kontrolle aller Freiheitsgrade von Licht und Materie bis auf das Quantenniveau, haben den gesamten Bereich der Quantenoptik, Atom- und Molekülphysik sowie der Quantenphysik selbst geradezu revolutioniert. Das Quanten-Engineering ist damit zu einer Schlüsseltechnologie moderner Physik geworden. Diese Entwicklung eröffnet auch der Metrologie völlig neue Horizonte in Präzision und Empfindlichkeit: dies erlaubt zum Beispiel eine Überprüfung fundamentaler physikalischer Gesetze, die Messung von Raum und Zeit in bisher unerreichter Genauigkeit oder die Etablierung bahnbrechender Quantentechnologien mit ihren vielfältigen Anwendungsbereichen, beispielsweise auch in globaler Geodäsie.

Um das ganze Potential dieser Entwicklung für die Wissenschaft erschließen zu können, bedarf es eines transdisziplinär arbeitenden Zentrums, in dem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den beteiligten Fachgebieten der Physik und Geodäsie mit thematisch eingebundenen Partnern aus den Ingenieurswissenschaften eng zusammenarbeiten. Die Leibniz Universität Hannover verfügt über die notwendigen Kompetenzen, um die vielversprechenden Möglichkeiten der Quantentechnologien – von der Grundlagenforschung, über innovative Anwendungsfelder bis hin zum Transfer in die industrielle Nutzung – voll auszuschöpfen. Zusätzlich zu einem solchen Kompetenzzentrum ist selbstverständlich auch eine Laborinfrastruktur notwendig, die diesen synergetischen Ansatz trägt und insbesondere den speziellen Anforderungen und Rahmenbedingungen dieses Forschungsbereiches genügt.

Im Hinblick auf diese und darüber hinaus gehende Forschungsziele lässt sich das HITec- Forschungsprogramm in die folgenden drei Bereiche gliedern:

  • Erforschung grundlegender quantenphysikalischer Phänomene und deren Manipulation (Quantentechnologien)
  • die dadurch ermöglichte Entwicklung geeigneter Sensorkonzepte und Technologieplattformen (Optische Technologien)
  • Erprobung und Fertigung neuartiger Quantensensoren zum Einsatz im Labor, in terrestrischen Kampagnen und in Weltraummissionen (Entwicklung und Einsatz von Quantensensoren).


Zum Erreichen dieser Ziele setzt HITec zu einem großen Teil auf die bereits vorhandene Expertise an der Leibniz Universität Hannover und bei den beteiligten Partnern – insbesondere in den Bereichen Quantenoptik, Atomoptik, Laserphysik und Geodäsie, sowie im Rahmen des Exzellenzclusters QUEST. In Hannover arbeiten so Quantenphysiker, Laserexperten, Geodäten, Gravitationswellenforscher und Relativitätstheoretiker Hand in Hand an der Entwicklung einer klassische Limitierungen überschreitenden Messtechnologie – ein nationales und auch in weiten Bereichen international herausragendes Projekt.