Deutschland unterstützt zahlreiche bahnbrechende Forschungsprojekte, die sich der nächsten Generation der Quantentechnologie widmen. Hier drei Beispiele:
Quantengravimeter: Wie hoch ist der Grundwasserspiegel?
Der Klimawandel führt zu immer längeren Trockenperioden. Dies wirkt sich auch auf das Grundwasser aus, das bis zu 70 Prozent des in Deutschland verbrauchten Trinkwassers ausmacht. Derzeit werden Messbrunnen hauptsächlich zur Messung des Grundwasserspiegels eingesetzt. Im Rahmen des Projekts Atomaqua wird ein sogenanntes Quantengravimeter entwickelt, das die Verfolgung und Analyse der Grundwasserbildung erleichtern soll. Der Zustand des Grundwassers kann mit hoher Präzision ermittelt werden und ermöglicht so eine nachhaltige Bewirtschaftung im Agrarsektor.
Batterierecycling im Handumdrehen
Die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien ist hoch. Doch die für die Batterien benötigten Rohstoffe sind rar und teilweise gar nicht in Deutschland oder Europa verfügbar. Durch geschicktes Recycling ist eine Rückgewinnung aus Altbatterien möglich. Das Projekt X@Line zielt darauf ab, die Prozesse mithilfe der Quantentechnologie deutlich zu vereinfachen und zu beschleunigen. Wichtige Materialkomponenten werden direkt während des Batterierecyclingprozesses gemessen, wodurch die Notwendigkeit entfällt, Materialien an Labore zu schicken. Dies dauerte früher mehrere Tage – jetzt kann die Zeit auf weniger als zehn Minuten reduziert werden. X@Line kombiniert zwei Röntgenanalyseverfahren zu einem neuen Messverfahren, mit dem die Anteile von Lithium, Mangan, Cadmium, Kobalt und Graphit gemessen und die Rohstoffe anschließend für die Produktion neuer Batterien verwendet werden können.
Neue Messmethode im Kampf gegen Krebs
Eine frühzeitige Diagnose ist im Kampf gegen Krebs von entscheidender Bedeutung. Die nächste Generation der Quantentechnologie ermöglicht eine neue Art der Mikroskopie: Die spektral aufgelöste Bildgebung verspricht, Krebszellen frühzeitig zu erkennen. Das Projekt QEED nutzt Licht im mittleren Infrarotbereich, um mikroskopische Analysen von Gewebeproben mittels Quantensensorik durchzuführen. Ziel ist es, Krebs in einem früheren Stadium zu erkennen. Anders als früher müssen die Gewebeproben nicht eingefärbt werden und die Messung dauert nur zwei Minuten. Es wird erwartet, dass dieses vereinfachte System problemlos in klinische Prozesse integriert werden kann.
