Newsletter 03/2024

Ein Schwerpunkt des Applikationszentrums Quantenkommunikation am Dresdner Institutsteil des Fraunhofer IIS ist die Entwicklung von kompakten Time Taggern. Sie sind ein wesentlicher Baustein für Quantenschlüssel-Verteilsysteme.

High-performance Time-Tagger
© Fraunhofer IIS/EAS, Foto: Christian Skubich

Ein Time Tagger ist vergleichbar mit einer Stoppuhr, nur um einige Größenordnungen genauer. Die hochpräzise Stoppuhr für elektronische Signale kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, die genaue Zeitmessungen erfordern, z. B. im Quantencomputing und in der Quantenkommunikation. In Kombination mit Detektoren werden die Zeitmessgeräte verwendet, um die Detektionszeit einzelner Photonenereignisse zu registrieren. Vorgestellt wurde der am Fraunhofer IIS entwickelte Time Tagger im Oktober auf der Messe Quantum Effects in Stuttgart.

Weiterer Ausbau des Applikationszentrums für Quantenkommunikation

Zur Verankerung des Themas Quantenkommunikation in der sächsischen Forschungslandschaft soll das bestehende Applikationszentrum »Design skalierbarer Elektroniksysteme für die Quantenkommunikation« am Fraunhofer IIS/EAS weiter ausgebaut werden. Das Zentrum wird Quantenkommunikationssysteme als flexible Experimentierumgebung und als Testumgebung für die nanoelektronische Schaltungsentwicklung bereitstellen. Dabei wird für die Signalübertragung eine schrittweise Erweiterung der Entfernungen vorgesehen, aus dem lokalen und städtischen Umfeld im Freistaat Sachsen in die benachbarten Bundesländer Bayern und Thüringen. In flankierenden Länderinitiativen in Sachsen, Bayern und Thüringen werden die jeweilige Forschungsinfrastrukturen im Rahmen von Applikationslaboren entwickelt.

Schwerpunkt auf nanoelektronischen Komponenten

Die Weiterentwicklung von Systemen zur Quantenkommunikation fokussiert insbesondere auf optische Komponenten. Gleichermaßen bietet die Ausschöpfung des Potentials modernster nanoelektronischer Technologien die Möglichkeit, die Systeme wesentlich leistungsfähiger zu gestalten, zu miniaturisieren und flexibel auszulegen. Systeme für den Quantenschlüsselaustausch sind heterogen aufgebaut und bestehen aus optischen Komponenten, optoelektronischen Wandlern und elektronischen Baugruppen.

Der Forschungsschwerpunkt des aktuellen Vorhabens liegt im Bereich der nanoelektronischen Komponenten: im Fokus steht deren Entwicklung hinsichtlich höchster Leistungsfähigkeit, hinsichtlich eines modularen und universellen Einsatzes in mehreren Varianten der Quantum Key Distribution sowie hinsichtlich der Miniaturisierung dieser Systeme.