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Micron Document

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<title>Quantensensor</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Quantensensor</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Ein <b>Quantensensor</b> ist ein <a href="Sensor" title="Sensor">Sensor</a>, der Eigenschaften der <a href="Quantenmechanik" title="Quantenmechanik">Quantenmechanik</a> wie <a href="Quantenverschr%C3%A4nkung" title="Quantenverschränkung">Quantenverschränkung</a>, Quanteninterferenz und Quantenzustandsverkleinerung (engl. Quantum State Squeezing) nutzt, um die Leistung von klassischen Verfahren bei der Messung physikalischer Größen zu übertreffen.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Das Forschungsgebiet der Quantensensorik befasst sich mit der Entwicklung von Quantenquellen (z. B. Quellen für verschränkte Quanten) und Quantenmessungen, um damit neue Anwendungen zu erschließen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Forschung">Forschung</h2></div>

<p>In der <a href="Photonik" title="Photonik">Photonik</a> und <a href="Quantenoptik" title="Quantenoptik">Quantenoptik</a> nutzt die photonische Quantensensorik die Verschränkung, einzelne <a href="Photon" title="Photon">Photonen</a> und verschränkter Zustände, um äußerst präzise Messungen durchzuführen.

</p><p>Die optische Sensorik nutzt kontinuierlich veränderliche Quantensysteme wie verschiedene Freiheitsgrade des elektromagnetischen Feldes (z. B. <a href="Polarisation" title="Polarisation">Polarisation</a>), Schwingungsmoden von Festkörpern und <a href="Bose-Einstein-Kondensat" title="Bose-Einstein-Kondensat">Bose-Einstein-Kondensate</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendungen">Anwendungen</h2></div>

<p>Quantensensoren werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, u. a. in der Mikroskopie, in Positionierungssystemen, in der Kommunikationstechnologie, in Sensoren für elektrische und magnetische Felder, sowie in <a href="Geophysik" title="Geophysik">geophysik</a>alischen Forschungsbereichen wie der Mineraliensuche und der <a href="Seismologie" title="Seismologie">Seismologie</a>. Viele Messgeräte nutzen Quanteneigenschaften, um Messungen durchzuführen, z. B. <a href="Atomuhr" title="Atomuhr">Atomuhren</a>, supraleitende Quanteninterferenzgeräte und die <a href="Kernspinresonanzspektroskopie" title="Kernspinresonanzspektroskopie">Kernspinresonanzspektroskopie</a>.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Eine wichtige Anwendung der Quantensensorik ist das <i>Quanten-Gravimeter</i> (engl. <i>Quantum Gravimeter</i>). Dabei wird in einer magnetisch abgeschirmten Hochvakuumkammer nahe am <a href="Absoluter_Nullpunkt" title="Absoluter Nullpunkt">absoluten Nullpunkt der Temperatur</a> (etwa 1 μK) eine Testmasse aus 10<sup>6</sup> bis 10<sup>7</sup> <a href="Rubidium" title="Rubidium">Rubidium</a>-Atomen fallen gelassen und die Abwärtsbewegung mit Hilfe eines <a href="Laser" title="Laser">Laser</a>-Strahls mit einer ultrahohen Auflösung gemessen.

Aus den Messwerten kann die lokale <a href="Schwerefeld" title="Schwerefeld">Erdbeschleunigung</a> hoch präzise (bis auf 10<sup>−9</sup>g) ermittelt werden (s. <a href="Gravimetrie" title="Gravimetrie">Gravimetrie</a>).<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>In Zeiten, in denen <a href="Satellitennavigation" class="mw-redirect" title="Satellitennavigation">Satellitennavigation</a> in Krisengebieten durch elektromagnetischen Signalen gestört (Jamming) oder verfälscht (Spoofing) werden ist die Entwicklung von <i>Quantennavigation</i> vielversprechend.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Quantenbasierte Sensoren können die Beschleunigung und Drehraten wesentlich präziser messen, als klassische <a href="Tr%C3%A4gheitsnavigationssystem" title="Trägheitsnavigationssystem">Trägheitsnavigationssysteme</a>. Auf diese Weise soll selbst nach stundenlangem Betrieb ohne externe Messdaten (z. B. von einem <a href="Global_Positioning_System" title="Global Positioning System">GPS</a>-Empfänger) eine Positionsbestimmung möglich werden, die nicht unter zeitlich anwachsenden Drift-Fehlern leidet, wie herkömmliche Trägheitsnavigationssysteme.<sup id="cite_ref-7" class="reference"><a href="#cite_note-7"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><div class="noresize noviewer" style="display:inline-block; line-height:10px; min-width:1.6em; text-align:center;" aria-hidden="true" role="presentation"><span class="mw-default-size" typeof="mw:File"><span title="Commons"></span></span></div><b><span class=""><a class="external text" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Quantum_sensing?uselang=de"><span lang="en">Commons</span>: Quantensensor</a></span></b> – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien</div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.fraunhofer.de/de/forschung/aktuelles-aus-der-forschung/quantentechnologien/quantensensorik.html/">Quantensensorik-Projekte der Fraunhofer-Gesellschaft</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.uni-stuttgart.de/universitaet/aktuelles/meldungen/quantensensoren/">Forschung zu Quantensensoren an der Universität Stuttgart</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.dlr.de/qt/">Institut für Quantentechnologien des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt in Ulm</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.qt.physik.uni-rostock.de">Arbeitsgruppe Quantentechnologie an der Universität Rostock</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ptb.de/cms/forschung-entwicklung/die-innovationscluster-der-ptb/innovationscluster-qtech.html">Innovationscluster Quantentechnologie an der Physikalisch Technischen Bundesanstalt</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.mcqst.de">Munich Center for Quantum Science and Technology der Technischen Universität München</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.gfz.de/presse/meldungen/detailansicht/weltweit-erster-workshop-zum-absoluten-quanten-gravimeter-aqg">Quanten-Gravimetrie am Geoforschungszentrum Potsdam</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.dlr.de/de/si/forschung-transfer/projekte/quaflugrav">Quanten-Flug-Gravimeter des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.uni-stuttgart.de/universitaet/aktuelles/meldungen/quantensensoren/"><i>Quantensensoren: neue Möglichkeiten für Medizin, Alltag und Industrie.</i></a> Universität Stuttgart, 9. Dezember 2020,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 30. Dezember 2024</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AQuantensensor&rft.title=Quantensensoren%3A+neue+M%C3%B6glichkeiten+f%C3%BCr+Medizin%2C+Alltag+und+Industrie&rft.description=Quantensensoren%3A+neue+M%C3%B6glichkeiten+f%C3%BCr+Medizin%2C+Alltag+und+Industrie&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.uni-stuttgart.de%2Funiversitaet%2Faktuelles%2Fmeldungen%2Fquantensensoren%2F&rft.publisher=Universit%C3%A4t+Stuttgart&rft.date=2020-12-09&rft.language=de"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.fraunhofer.de/de/forschung/aktuelles-aus-der-forschung/quantentechnologien/quantensensorik.html"><i>Quantensensorik.</i></a> Fraunhofer-Gesellschaft,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 30. Dezember 2024</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AQuantensensor&rft.title=Quantensensorik&rft.description=Quantensensorik&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.fraunhofer.de%2Fde%2Fforschung%2Faktuelles-aus-der-forschung%2Fquantentechnologien%2Fquantensensorik.html&rft.publisher=Fraunhofer-Gesellschaft&rft.language=de"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Ménoret, V.; Vermeulen, P.; Desruelle, B.; et al: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://rdcu.be/bVvVx"><i>Gravity measurements below 10-9 g with a transportable absolut quantum gravimeter.</i></a> Nature, ScientificReports 8, 2018,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 20. August 2025</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AQuantensensor&rft.title=Gravity++measurements+below+10-9+g+with+a+transportable+absolut+quantum+gravimeter&rft.description=Gravity++measurements+below+10-9+g+with+a+transportable+absolut+quantum+gravimeter&rft.identifier=https%3A%2F%2Frdcu.be%2FbVvVx&rft.creator=M%C3%A9noret%2C+V.%3B+Vermeulen%2C+P.%3B+Desruelle%2C+B.%3B+et+al&rft.publisher=Nature%2C+ScientificReports+8%2C+2018&rft.date=&rft.language=en"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://futurezone.at/science/extrem-genaue-gps-alternative-entwickelt-quantennavigation-q-ctrl-traegheitsnavigation/403033455"><i>Extrem genaue GPS-Alternative entwickelt.</i></a> In: <i><a rel="nofollow" class="external free" href="https://futurezone.at">https://futurezone.at</a>.</i> futurezone, 18. April 2025,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 5. Dezember 2025</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AQuantensensor&rft.title=Extrem+genaue+GPS-Alternative+entwickelt&rft.description=Extrem+genaue+GPS-Alternative+entwickelt&rft.identifier=https%3A%2F%2Ffuturezone.at%2Fscience%2Fextrem-genaue-gps-alternative-entwickelt-quantennavigation-q-ctrl-traegheitsnavigation%2F403033455&rft.publisher=futurezone&rft.date=2025-04-18&rft.language=de"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://news.sky.com/story/royal-navys-experimental-ship-carries-out-first-trial-of-quantum-navigation-system-12889487"><i>Royal Navy's experimental ship carries out first trial of quantum navigation system.</i></a> In: <i><a rel="nofollow" class="external free" href="https://news.sky.com">https://news.sky.com</a>.</i> SKYNEWS, 26. Mai 2023,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 5. Dezember 2025</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AQuantensensor&rft.title=Royal+Navy%27s+experimental+ship+carries+out+first+trial+of+quantum+navigation+system&rft.description=Royal+Navy%27s+experimental+ship+carries+out+first+trial+of+quantum+navigation+system&rft.identifier=https%3A%2F%2Fnews.sky.com%2Fstory%2Froyal-navys-experimental-ship-carries-out-first-trial-of-quantum-navigation-system-12889487&rft.publisher=SKYNEWS&rft.date=2023-05-26&rft.language=en"> </span></span>

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<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.golem.de/news/royal-navy-quantennavigationssystem-als-gps-ersatz-2306-174747.html"><i>Quantennavigationssystem als GPS-Ersatz - Die Royal Navy testet ein Quantennavigationssystem.</i></a> In: <i><a rel="nofollow" class="external free" href="https://www.golem.de">https://www.golem.de</a>.</i> GOLEM, 17. Juni 2023,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 5. Dezember 2025</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AQuantensensor&rft.title=Quantennavigationssystem+als+GPS-Ersatz+-+Die+Royal+Navy+testet+ein+Quantennavigationssystem.&rft.description=Quantennavigationssystem+als+GPS-Ersatz+-+Die+Royal+Navy+testet+ein+Quantennavigationssystem.&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.golem.de%2Fnews%2Froyal-navy-quantennavigationssystem-als-gps-ersatz-2306-174747.html&rft.publisher=GOLEM&rft.date=2023-06-17&rft.language=de"> </span></span>

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<li id="cite_note-7"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-7">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.quantensysteme.info/projektatlas/projekte/q/quis-g"><i>Quanteninertialnavigationsysteme – Wegweiser der Zukunft.</i></a> In: <i><a rel="nofollow" class="external free" href="https://www.quantensysteme.info/">https://www.quantensysteme.info/</a>.</i> Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt, 2018,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 5. Dezember 2025</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AQuantensensor&rft.title=Quanteninertialnavigationsysteme+%E2%80%93+Wegweiser+der+Zukunft&rft.description=Quanteninertialnavigationsysteme+%E2%80%93+Wegweiser+der+Zukunft&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.quantensysteme.info%2Fprojektatlas%2Fprojekte%2Fq%2Fquis-g&rft.publisher=Bundesministerium+f%C3%BCr+Forschung%2C+Technologie+und+Raumfahrt&rft.date=2018&rft.language=de"> </span></span>

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</ol></div><div><div class="zim-footer">

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