Ob ultraschnelle Datenverarbeitung oder präzisere medizinische Diagnostik – Quantentechnologien gelten als eine der größten Errungenschaften der Physik des 20. Jahrhunderts und ermöglichen neue Anwendungen in vielfältigen Lebensbereichen. Am Leibniz-IPHT stehen bei der Erforschung von Quantensystemen vor allem biomedizinische Anwendungsfelder im Fokus. In den kommenden Jahren soll das Thema Quantenbiophotonik gestärkt und im Forschungsprofil des Institutes verankert werden. Aktuell beteiligt sich das Leibniz-IPHT an mehreren nationalen Verbundprojekten.

Um die Rechenleistung heutiger Computer zu übertreffen und mathematische Aufgaben deutlich schneller zu lösen, arbeiten 25 führende deutsche Unternehmen und Forschungseinrichtungen in dem fünfjährigen Verbundprojekt QSolid (Quantencomputer im Festkörper) am ersten Quantencomputer aus Deutschland. Ausgestattet mit mehreren Quantenprozessoren, die auf supraleitenden Schaltungen beruhen, soll der neue Superrechner bisherigen Computern bei spezifischen Aufgaben weit überlegen sein. Das Leibniz-IPHT bringt seine langjährige Erfahrung im Design, in der Herstellung und Charakterisierung von supraleitenden Schaltungen in das Projekt ein. Durch die Entwicklung neuer Produktionsverfahren und Charakterisierungsprozesse zur Implementierung qualitativ hochwertiger supraleitender Schaltkreise, der zugrundliegenden Schlüssel- und Schaltungskomponenten sowie neuer Materialsysteme trägt das Team aus der Forschungsabteilung Quantensysteme gemeinsam mit seinen Partnern zur Realisierung des Spitzencomputers der nächsten Generation bei.

Die Entwicklung zuverlässiger Schlüsseltechnologien für leistungsfähige Quantencomputer, aber auch für äußerst empfindliche Quantensensoren für Explorations- und Navigationssysteme oder präzise diagnostische Verfahren, ist Teil des Projektes SuperLSI (Hochintegrierte supraleitende Nanostrukturen für Quantentechnologien). Fünf deutsche Partner aus Forschung und Industrie arbeiten in dem dreijährigen Vorhaben an den Bausteinen supraleitender Quantensysteme. Mit der Erforschung und Entwicklung neuartiger präziser und standardisierter Herstellungsverfahren für hocheffiziente supraleitende Schaltungen bringt das Leibniz-IPHT seine umfassende Expertise im Bereich Quantentechnologien in das Projekt ein und erweitert zugleich seine Kompetenzen auf diesem Gebiet. Neben neuen Beschichtungs- und Strukturierungsverfahren arbeiten die Forschenden an einer DUV-Laserlithographie sowie supraleitenden Materialkonzepten für die Realisierung hochintegrierter robuster Quantenschaltungen von hoher Qualität.

Das Bundesministerium für Bildung und ­Forschung (BMBF) fördert die beiden ­Verbundprojekte QSolid und ­SuperLSI mit insgesamt 81.9 Millionen Euro.