Gemeinsame Standards für Quantentechnik – Normungsgremien veröffentlichen Roadmap

Nicht nur bei Quantencomputern schreitet die Entwicklung inzwischen voran, sondern auch bei anderen Anwendungen der Quantenphysik. Normen sollen hier für Investitionssicherheit sorgen.

Die potenziellen Anwendungen der Quantenphysik sind vielfältig. Sie reichen von Kommunikation und Kryptografie über Computing und Simulation bis hin zur Sensorik und Metrologie. Zudem werden immer mehr Basistechnologien für Quantensysteme erforscht und entwickelt. Quantentechnologien können damit zukünftig Anwendungen in unterschiedlichen Branchen und Industriezweigen, in Wirtschaft und Forschung enorm beeinflussen. Für eine breite Entwicklung, die den Einsatz der neuen Technologien auch über Ländergrenzen hinweg ermöglicht, fehlen bisher allerdings noch einheitliche Standards.

Das wollen die europäischen Normungsorganisationen CEN und CENELEC nun ändern. Sie haben dazu den Leitfaden „Standardization Roadmap on Quantum Technologies“ vorgestellt, der Normungsvorschläge und Bedarfe für alle Bereiche der Quantentechnologie dokumentiert. Nach eigener Aussage ist die Roadmap damit das weltweit erste Dokument, das sich der Normung der Quantentechnologien als Ganzes annimmt, statt sich auf einzelne Anwendungen zu beschränken.

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Die Standardisierung der Quantentechnologien soll die Vergleichbarkeit von Komponenten der Quantentechnologie verbessern und damit Vertrauen und Verlässlichkeit schaffen. Nicolas Spethmann, Leiter des Quantentechnologie-Kompetenzzentrums QTZ bei der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt und Vice-Chair der Focus Group on Quantum Technologies (FGQT), erklärt: „In der noch jungen Quantentechnologie hilft dies der europäischen Wirtschaft, eine führende Rolle in der kommerziellen Erschließung der Quantentechnologie zu spielen.“

Normungsbedarfe werden an Einsatzszenarien der Quantentechnologien erläutert

Über die Roadmap hinaus haben CEN und CENELEC ein Dokument mit Anwendungsfällen für Quantentechnologien veröffentlicht, in denen Normungsbedarfe an konkreten Einsatzszenarien erläutert werden. Daraus lässt sich ableiten, wo welche Normen und Standards wann benötigt werden. Denn die verschiedenen Technologien sind unterschiedlich ausgereift. Während einige Geräte wie Quantencomputer erst seit Kurzem auf dem Markt sind, sind andere wie der Quanten-Magnetometer bereits etabliert. Das wird auch in der Normungsroadmap berücksichtigt.

Erarbeitet wurden die Dokumente von der FGQT, die CEN und CENELEC 2020 gegründet haben. Mehr als 200 Experten und Expertinnen auf dem Gebiet der Quantentechnologie haben sich in der FGQT zusammengeschlossen, darunter rund 30 aus Deutschland. Die Fokusgruppe wurde auf Initiative u. a. vom Deutschen Institut für Normung (DIN), der niederländischen Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung (TNO) und der Europäischen Kommission ins Leben gerufen.

Anwendung von Quantentechnologie auf der Hannover Messe

Auch auf der Hannover Messe vom 17. bis 21. April wird die Quantentechnologie ein Thema sein. Dort stellt beispielsweise das Stuttgarter Start-up Q.ant einen entsprechenden Magnetfeldsensor vor, der auch bei Raumtemperatur bis in einen Bereich von 300 Picotesla sehr genau messen kann. Bisher wurde diese Empfindlichkeit nur durch Abkühlung des Sensorsystems auf den absoluten Nullpunkt (-273 °C) oder Erhitzung auf 150 °C erreicht.

Mit dem neuen Quantensensor sei nun beispielsweise eine Detektion von Muskelsignalen realistisch. Das kann für die Entwicklung von Prothesen hilfreich sein, die über diese Impulse gesteuert werden. Noch ist dafür aber weitere Entwicklungsarbeit nötig. Denn bisher ist das System etwa so groß wie eine Konservendose. Für die Integration in eine Prothese soll das System deshalb in den kommenden Jahren auf Streichholzschachtelformat gebracht werden.

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Q.ant-Gründer und Geschäftsführer Michael Förtsch kann sich aber auch Anwendungen in Industriesektoren vorstellen, wo feinste Ströme gemessen werden müssen, beispielsweise in der Qualitätssicherung von elektronischen Schaltungen und bei der Erkennung von Fehlströmen in Batterien. Selbst Maschinen über Gedanken zu steuern, ist für ihn mit Quantensensoren inzwischen denkbar.

Weiterführende Links zur Normung:

Roadmap zur Normung der Quantentechnologie (PDF-Datei)

Anwendungsfälle für Quantentechnologien (PDF-Datei)