STORMYTUNE: Spectral-Temporal Metrology with Tailored Quantum Measurements – EU FET Open Project

Im Verlauf der Geschichte hat die Menschheit Messsysteme entwickelt, um Verschiedenstes zu quantifizieren, von der Verteilung von Feldfrüchten, über die Entfernung zwischen St?dten bis hin zum Gewicht von Handelsgütern. Bezüglich der Zeit haben wir uns von Sonnenuhren zu Stundengl?sern, Pendeln und schlie?lich Atomuhren weiterentwickelt. Genaue Messungen und Vergleiche beruhen auf standardisierten Einheiten – wir müssen genau wissen, welche Mengen einer bestimmten Ma?einheit zugrunde liegen, um den Rest daraus ableiten zu k?nnen. Die Quantenmetrologie beruht auf Quanten bzw. Energiepaketen, die als Standardeinheit fungieren, und auf der Verwendung von Quanteneffekten wie der Verschr?nkung, um eine bessere Genauigkeit zu erreichen, als dies mit traditionellen Ans?tzen m?glich ist. Das EU-finanzierte Projekt STORMYTUNE entwickelt einen neuen quantentechnologischen Ansatz, um die Zeit und Frequenz zu messen. Er basiert auf dem Prinzip der r?umlichen Trennung anstelle der klassischen zeitbasierten Phasen. Die Entwicklung neuartiger Ger?te wird beweisen, dass die Leistungsf?higkeit dieses Konzepts die der klassischen Ans?tze übertrifft.

STORMYTUNE ist ein Dreijahresprojekt im Rahmen des EU Horizon 2020 FET Open Calls, das im Oktober 2020 startet. Das strategische Ziel von STORMYTUNE ist es, Quantenzeit- und -frequenzmessungen als Quantentechnologie zu etablieren. Dazu entwickeln wir neue, quanteninspirierte Ans?tze für h?chstaufl?sende Zeit- und Frequenzmessungen, die robust und einfach umsetzbar und damit für Anwendungen relevant sind.

Quantenmetrologie ist ein dynamisches Forschungsfeld, welches sich von einer Spielwiese für neue theoretische Konzepte hin zu einer ernstzunehmenden Technologie entwickelt. Erste Quantengravitationssensoren befinden sich derzeit im industriellen Teststadion. Quantenzeit- und -frequenzmessungen sind hingegen trotz mannigfaltiger Anwendungsm?glichkeiten – Beispiele hierfür sind GPS, LIDAR oder Mikroskopie – wenig erforscht und basieren oft auf der Verwendung fragiler Quantenzust?nde. Unter der Koordination der Paderborn Arbeitsgruppe ?Integrierte Quantenoptik“ von Frau Professor Silberhorn geht STORMYTUNE hier neue Wege. Zusammen mit weiteren Partnern aus Gro?britannien, Frankreich, Italien, Spanien, der Tschechischen Republik und Polen verschieben wir den Fokus weg von der Verwendung unpraktischer Quantenzust?nde hin zur Realisierung anwendungsfreundlicher Quantenmessungen. Dabei führt die Kombination von Quanteneigenschaften wie Verschr?nkung, effizienter Datenverarbeitung und gezielter Bauteilentwicklung letztlich zur Entwicklung eines Instrumentariums für alltagstaugliche, hochaufgel?ste Zeit- und Frequenzmessungen. Angeführt von Dr. Benjamin Brecht werden Paderborner Forscher in STORMYTUNE neue Quantenbauteile und -messungen entwickeln und im Experiment demonstrieren.

STORMYTUNE wird von der EU im Rahmen des Horizon 2020 RIA Programms unter der Kennziffer 899587 gef?rdert.

Wissenschaftliche Ansprechparter: Dr. Benjamin Brecht, Prof. Dr. Christine Silberhorn