QUASENS

Quantentechnologien sind dabei, Naturwissenschaft, Technik und Gesellschaft zu revolutionieren. Insbesondere die Quantentechnologie 2.0 eröffnet viele neue Möglichkeiten. Als Paradebeispiel dieser Technologiefamilie erlauben Atominterferometer die zeitliche Evolution eines quantenmechanischen Superpositionszustandes zu Messzwecken einzusetzen. Die Energiedifferenzen der beteiligten Zustände können als hochpräziser Taktgeber einer optischen Uhr Anwendung finden, die eine entscheidende Rolle für die Kommunikation, Synchronisation und die Satellitennavigation spielen. Auf der anderen Seite eignen sich Atominterferometer auch für extrem empfindliche Messungen von elektrischen und magnetischen Feldern und inertialen Kräften für Navigation und Geophysik.

Das QUASENS Konsortium wird eine hochkompakte optische Uhr basierend auf Atominterferometrie an einem thermischen Strontium-Atomstrahl entwickeln. Diese Atomuhr kommt also ohne Laserkühlung und Fallentechnologie aus. Die optische Übergangsfrequenz des verschränkten Zustandes soll durch einen Frequenzkamm in eine nutzbare Frequenz im Radiowellenbereich geteilt werden, sodass der ausgegebene Takt mit etablierten Radiofrequenz-Uhren kompatibel ist.

Dieser Ansatz erlaubt einerseits eine Verbesserung der Uhrenstabilität im Vergleich zu Radiofrequenz-Uhren, ist jedoch deutlich weniger komplex als optische Gitter- und lonenuhren. Die QUASENS-Uhr kann so kompakt und stabil genug für Anwendungen außerhalb des Labors werden. Gleichzeitig ist das Atominterferometer adaptierbar als Quantensensor. Der entwickelte Demonstrator soll perspektivisch zu einem marktreifen Produkt weiterentwickelt und optische Uhren- und Quantensensortechnologie so einem breiten Anwenderkreis in Wissenschaft und Wirtschaft zugänglich gemacht werden.