25. März 2021
Die Europäische Kommission hat das Forschungsprojekt UNIQORN für die Entwicklung einer „neuartigen Technologie für die Quantenkommunikation, einschließlich Design und Produktion des Demonstrators eines voll integrierten On-Chip-Subsystems“ in ihren Innovation Radar aufgenommen. Ebendiese Technologie deckt laut dem EU-Expertenpanel die Bedürfnisse bestehender Märkte ab und wird als „Tech Ready“ befunden. Im Rahmen der EU-Analyse wurde das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) zusammen mit den Projektpartnern Technische Universiteit Eindhoven und University of Bristol als „Key Innovator“ hervorgehoben.
Die 2018 ins Leben gerufene UNIQORN-Initiative hat sich zum Ziel gesetzt, Quantentechnologien für den Massenmarkt zu entwickeln. Quantenkommunikation birgt ein enormes Potenzial für die informationstheoretische Datensicherheit: Mithilfe von Quantenkommunikationssystemen können beispielsweise echte Zufallszahlen erzeugt und eine sichere Schlüsselverteilung gewährleistet werden. Eine praktische Implementierung künftiger Anwendungen erfordert nicht nur leistungsfähige, sondern auch kompakte und kosteneffiziente Module.
Hier setzt UNIQORN an, indem es photonische Technologien in der Quantenkommunikation nutzt und dafür komplexe Systeme, die bisher optische Aufbauten in der Größenordnung von Metern benötigten, auf millimetergroßen Chips unterbringt. Sie bilden die Grundlage für hochminiaturisierte optische Systeme, die quantenmechanische Eigenschaften wie etwa Verschränkung und gequetschtes Licht voll ausschöpfen können (System-on-Chip-Lösung). Damit können nicht nur Dimension und Kosten deutlich reduziert, sondern auch Verbesserungen in puncto Robustheit und Reproduzierbarkeit erzielt werden.
Das Fraunhofer HHI ist mit seiner Arbeitsgruppe Hybrid PICs der Abteilung „Photonische Komponenten“ an dem Flagship-Projekt beteiligt. Die Forschenden greifen dabei im Rahmen von UNIQORN auf die hybride photonische Integrationsplattform PolyBoard des Fraunhofer HHI zurück, um auf großen optischen Bänken existierende Quantenkommunikation-Aufbauten zu miniaturisieren. Hierfür werden nichtlineare optische Komponenten der Projektpartner mit der Integrationsplattform kombiniert.
Mit dem Analyseergebnis der EU-Kommission ist die Innovation „Novel technology for quantum communication, incuding design and production of demonstrator of a fully integrated on-chip sub-system“ nun unter den mehr als 6.300 Innovationen vertreten, die auf der Plattform des EU Innovation Radar vorgestellt werden. Diese Plattform baut auf Informationen und Daten auf, die von unabhängigen Expertinnen und Experten gesammelt wurden, die an der Überprüfung laufender, von der EU-Kommission finanzierter Forschungs- und Innovationsprojekte beteiligt sind. Das Experten-Panel liefert zudem eine unabhängige Sichtweise auf die in den Projekten vorangetriebenen Innovationen und deren Marktpotenzial.
Im UNIQORN Konsortium, das vom AIT Austrian Institute of Technology koordiniert wird, arbeiten 17 Partner aus ganz Europa an einer multidisziplinären Forschungsagenda. Neben dem Fraunhofer HHI und dem AIT bringen zwei weitere Forschungsinstitutionen (imec Interuniversity Microelectronics Centre, University of Bristol) ihre langjährige Erfahrung in der Überführung von Grundlagenforschung in die Anwendung mit ein. Zudem kann das Projekt auf Quantenforschende mit theoretischem und experimentellem Know-how (Universität Wien, Universität Paderborn, Universität Innsbruck, Technical University of Denmark) sowie Experten und Expertinnen in den Bereichen Photonik und Elektronik, Integration und Packaging (Eindhoven University of Technology, Micro-Photon-Devices, Politecnico Milano, SMART Photonics, Institute of Computer and Communication Systems Athens, VPI Photonics, Cordon Electronics) zurückgreifen. Die Perspektive der industriellen Endnutzer wird durch den Systemanbieter Mellanox und den Mobilfunkbetreiber Cosmote eingebracht.