Quantensensor

Quantensensoren nutzen die extreme Empfindlichkeit von Quantensystemen gegenüber äußeren Einflüssen, die bei Quantencomputern als Problem gilt (Dekohärenz), wird hier zum Vorteil: Gerade weil Quantenzustände so leicht gestört werden, registrieren sie kleinste Veränderungen in Magnetfeldern, Gravitationsfeldern, Temperaturen oder elektrischen Feldern.

Atomuhren sind die bekannteste Anwendung. Sie messen die Schwingungsfrequenz von Cäsium- oder Strontiumatomen und erreichen eine Genauigkeit von einer Sekunde Abweichung in 15 Milliarden Jahren. Quantengravimeter können Dichteunterschiede im Untergrund aufspüren und damit Bodenschätze, Tunnel oder archäologische Strukturen nachweisen, ohne zu graben.

In der Medizin ermöglichen Quanten-Magnetometer die Messung der schwachen Magnetfelder, die das Gehirn erzeugt (Magnetoenzephalografie), und zwar ohne die sperrigen supraleitenden Sensoren bisheriger Geräte. In der Navigation könnten Quantensensoren GPS ersetzen: Quantenträgheitssensoren messen Beschleunigung und Rotation so präzise, dass sie die Position eines U-Boots berechnen können, ohne Satellitenkontakt.

Quantensensoren sind technologisch deutlich weiter als Quantencomputer. Viele Anwendungen existieren bereits als Prototypen oder frühe Produkte, während universelle Quantencomputer noch Jahre von der praktischen Nutzbarkeit entfernt sind.

Gerade die größte Schwäche der Quantentechnik wird beim Quantensensor zur Stärke. Was den Quantencomputer plagt, nämlich die extreme Empfindlichkeit gegenüber jeder Störung, macht den Sensor zum präzisesten Messinstrument überhaupt. Schon heute spüren solche Geräte kleinste Veränderungen von Magnetfeldern, Schwerkraft oder Zeit auf, vom Aufspüren verborgener Tunnel bis zur Navigation ohne GPS. Damit sind Quantensensoren oft das stille, aber praktisch reifste Kind der Quantenrevolution, das längst arbeitet, während der große Quantencomputer noch auf seinen Durchbruch wartet.