|BMBF-Fördermaßnahme〉Leuchtturmprojekte der quantenbasierten Messtechnik zur Bewältigung gesellschaftlicher Herausforderungen

Sensoren bilden die Grundlage vieler Technologien. Sie haben unter anderem große Bedeutung in der Produktion, beispielsweise für Industrie 4.0, spielen eine wichtige Rolle in der Medizin sowie für Observations- und Detektionsverfahren. Mit der Quantensensorik entsteht eine neue Klasse von Sensoren, die speziell die quantenmechanischen Eigenschaften einzelner Quantensysteme nutzen. Die Fragilität von Quantenzuständen und -systemen eröffnet in der Messtechnik weitreichende Möglichkeiten, da sie zugleich für außerordentliche hohe technische Messempfindlichkeiten genutzt werden kann. Dies ermöglicht Messungen von Masse, Zeit, Ort, Geschwindigkeit und Feldstärken elektromagnetischer Felder jenseits der klassischen Grenzen und erschließt der Messtechnik völlig neue Anwendungsfelder.

Nachfolgend ein Auszug aus der Bekanntmachung:

Förderziel und Zuwendungszweck

Ziel der vorliegenden Bekanntmachung ist die Entwicklung quantensensorischer Verfahren, die bedeutende gesellschaftliche Bedarfe adressieren. Sichtbare Projekte entsprechender Größe und Demonstrationsvorhaben sollen so einen weiteren Anschub für das noch junge Themenfeld geben.

Beispielhafte Anwendungsgebiete sind: die Diagnose in der Medizin bzw. die molekulare Bildgebung (z. B. durch miniaturisierte Quantenmagnetometer auf der Basis von NV-Zentren oder organischen Molekülen) zum Monitoring funktionaler Prozesse im Körper, zur Realisierung von Gehirn-Computer-Schnittstellen oder zum Verständnis neurodegenerativer Erkrankungen. Ein weiteres gesellschaftlich relevantes Anwendungsfeld stellt die Erdbeobachtung bzw. das Umweltmonitoring dar. Dazu gehört beispielsweise die Beobachtung des Abschmelzens von Eis, der Veränderungen des Meeresspiegels oder des Grundwassers. Neue Quantensensoren wie Atominterferometer sowie neue Verfahren zur präzisen Zeitmessung können solche Vorgänge mit bisher unerreichter Präzision vermessen. Quantenbasierte Gravimeter könnten z. B. durch die Messung von Magmaverteilung und -bewegung in aktiven Vulkanen frühzeitig vor Naturkatastrophen warnen. Diese neue Klasse von Sensoren eröffnet aber auch völlig neue Möglichkeiten in der Geologie, Archäologie, Exploration von Bodenschätzen und im Bauwesen.

Ziel der Fördermaßnahme ist es damit, einerseits in mehreren dieser Anwendungsgebiete entscheidende Fortschritte zu erzielen und andererseits das Potenzial der quantenbasierten Messtechnik besser abzuschätzen sowie ent­sprechende Sichtbarkeit zu erhöhen.

Der Zweck der Fördermaßname im Rahmen des Programms „Quantentechnologien – von den Grundlagen zum Markt“ ist, Leuchtturmprojekte und Demonstrationsvorhaben der Quantenmesstechnik zu schaffen, um gesellschaftlich relevante Fragestellungen innerhalb und außerhalb der akademischen Forschung zu adressieren. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert daher Verbundvorhaben, die den oben genannten Ansprüchen genügen und deren konkrete Zielstellungen sich am spezifischen Bedarf des jeweiligen Anwendungsfelds ausrichten. Die Maßnahme ermöglicht auch Forscherverbünde; die Einbindung relevanter heimischer Industrie sowie die Ausrichtung ­entlang von Wertschöpfungsketten ist jedoch erwünscht.

Gegenstand der Förderung

Gefördert werden komplexe FuE-Verbundprojekte sowie Demonstrationsvorhaben in den Themenfeldern Quantensensorik, Quantenmetrologie und Quantenbildgebung.

Um die oben genannte Ziele zu erreichen, ist es erforderlich die Quantenmesstechniken weiterzuentwickeln und für konkrete Anwendungen unter realen Bedingungen zu qualifizieren. Dazu werden neben den wissenschaftlich/technischen Arbeiten im Labor auch umfangreiche Feldstudien gefördert. Dazu zählen klinische Studien, Verbringung und Testung der neuen Technologien an realen Einsatzorten (z. B. geologische oder archäologische Stätten), der Einbau in Fahrzeuge, sowie Flugzeuge und Satelliten (Befliegungsversuche).

Weitere Informationen finden Sie in der Bekanntmachung.

Das Förderverfahren ist zweistufig angelegt.

Frist: Einreichung der Projektskizzen in elektronischer Form bis spätestens 31. Juli 2021.

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