Spektrum der Wissenschaft – Der Podcast | Quantensensoren: Die Revolution der Messtechnik

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Quantensensoren sind hochsensible Messgeräte. Sie nutzen die Welt der Quantenmechanik, um mit bisher unerreichter Präzision zu messen. Forschende glauben, dass sie die Messtechnik revolutionieren werden.

So funktionieren Quantensensoren

Wie jeder andere Sensor nehmen sie Informationen aus ihrer Umgebung auf. Allerdings ist die Qualität der Daten unvergleichlich höher. Die Funktionsweise basiert auf der Verschränkung oder Überlagerung von Quantenzuständen. Das Prinzip ist nicht neu. Atomuhren, die es bereits seit den 1960er-Jahren gibt, sind im Grunde ebenfalls Quantensensoren.

Doch inzwischen lassen sich mit der Technologie Dinge sichtbar machen, die uns bisher noch verborgen sind. Damit ähneln sie in ihrer Funktionsweise den bereits bekannteren Quantencomputern.

Bereits heute werden solche Sensoren eingesetzt — vor allem in der Medizintechnik, beispielsweise bei der Bildgebung in Magnetoenzephalographen (MEG), die schwache Magnetfelder des Gehirns messen können. In der Geophysik ermöglichen Quantensensoren eine hochpräzise Vermessung von Gravitationsfeldern, etwa zur Suche nach unterirdischen Ressourcen wie Öl oder Wasser.

Expertinnen und Experten erhoffen sich künftig Revolutionen in zahlreichen Bereichen wie der autonomen Mobilität, der Raumfahrt- und Satellitentechnik oder auch in der Klimaforschung, vor allem aber im Bereich Medizin. Doch noch immer fehlt es an einer Anwendung, die die Tür zum Massenmarkt aufstößt, sagt Katharina Menne von Spektrum der Wissenschaft.

Im Gespräch mit detektor.fm-Moderator Marc Zimmer erklärt Katharina Menne, wie Quantensensoren funktionieren und warum sie noch weniger bekannt sind als Quantencomputer. Sie geht auf mögliche Anwendungsgebiete ein und erklärt, was passieren muss, damit die Quantenrevolution in der Messtechnik endlich ihr volles Potenzial entfaltet.

فصول

1. Vorstellung des Gastes: Katharina Menne (00:01:11)

2. Einführung in die Quantenphysik (00:01:25)

3. Funktionsweise von Quantensensoren (00:03:31)

4. Anwendungsbereiche von Quantensensoren (00:08:11)

5. Vorteile und Herausforderungen (00:12:45)

6. Aktueller Stand der Forschung (00:14:26)

7. Diamant-NV-Zentren (00:14:50)

8. Industrie und Kommerzialisierung (00:17:08)

9. Zukunftsaussichten und Fazit (00:19:24)