Faszination Quantensensorik

Was fasziniert Sie persönlich an der Quantensensorik?

Robert Staacke: Die Quantensensorik ermöglicht es, zukunftsweisende Technologien und neue Anwendungsgebiete zu erschließen, die weit über die Grenzen der klassischen Sensorik hinausgehen. Besonders beeindruckend ist, dass man durch den Einsatz von Quantensensoren in Bereiche vordringen kann, die bisher unerreichbar schienen. Dies zeigt sich beispielsweise in der signifikant gesteigerten Sensitivität, in der Miniaturisierung der Sensoren und der Reduktion der Messpunktgröße. Vor allem bei den letzten beiden Punkten konnten wir bemerkenswerte Fortschritte erzielen. Durch die rein optische Ansteuerung lassen sich völlig neue Wege beschreiten und Einsatzgebiete wie etwa im Hochspannungsbereich eröffnen, die bisher nicht möglich waren. Diese Fähigkeit, die etablierten Grenzen zu überschreiten und neue Dimensionen zu eröffnen, ist es, was die Quantensensorik so faszinierend macht.

Bei Quantensensoren denkt man in erster Linie an Labore und weniger an Fabrik- und Prozessautomation – wie wollen Sie das ändern?

Christian Reinwald: Der Sensor von Quantum Technologies, der seit Anfang 2024 in unserem Onlineshop verfügbar ist, bietet zwei entscheidende Vorteile gegenüber den traditionell in Laboren eingesetzten Anwendungen, und das sind seine Kompaktheit und seine Robustheit. Diese Eigenschaften machen den Sensor zu einem wertvollen Instrument in der Fabrik- und Prozessautomation. Denn dank der kompakten Abmessungen lässt er sich nahezu überall integrieren, was die Flexibilität in der industriellen Anwendung erheblich steigert. Die Robustheit des Sensors stellt sicher, dass er auch in anspruchsvollen Umgebungen zuverlässig arbeitet, ohne dass die Messdaten durch äußere Einflüsse verfälscht werden. Zudem ist er, im Vergleich zu den experimentellen Laboranwendungen, äußerst kosteneffizient, was seine Attraktivität für industrielle Anwendungen weiter erhöht.

Was versprechen Sie sich von Quantensensoren für die Industrie?

Robert Staacke: Ein wesentlicher Fokus liegt auf der Fähigkeit, Messungen an Punkten durchzuführen, die zuvor unzugänglich waren, und somit Anwendungen zu realisieren, die bisher als nicht umsetzbar galten. Dies führt zu einer verbesserten Qualitätssicherung und ermöglicht auch die Entwicklung neuer Produkte und Prozesse. Erweiterte Messmöglichkeiten bieten für die Industrie einen erheblichen Mehrwert, beispielsweise durch die Reduktion von Ausschuss, was die Effizienz signifikant steigern kann. Ein weiterer Aspekt, der in der Industrie auf großes Interesse stößt, ist die Miniaturisierung der Sensoren. Da die Sensoren rein optisch funktionieren, kann auf elektrische Verbindungen verzichtet werden, was in vielen Anwendungsfällen von entscheidendem Vorteil ist.

Muss man Quantenphysiker sein, um Quantensensoren einsetzen zu können?

Christian Reinwald: Nein! Die Sensoren verhalten sich in ihrer Anwendung ähnlich wie herkömmliche Sensoren, insbesondere in der aktuellen Ausführung mit dem Sensorkopf. Die notwendige Expertise beschränkt sich nicht auf tiefgehende Kenntnisse der Quantenphysik. Ein erfahrener Ingenieur oder ein technikaffiner Heimwerker kann problemlos ein kleines Setup aufbauen und den Sensor effizient nutzen, ohne Spezialwissen in Quantenphysik zu benötigen.

An welche Applikationen denken Sie für Ihre Sensoren?

Robert Staacke: Bei Quantum Technologies sehen wir große Potenziale in der Hochspannungsmesstechnik, da die Sensoren ohne elektrische Komponenten auskommen und daher sicher in Hochspannungsbereichen einsetzbar sind. Dies umfasst sowohl Stromsensorik als auch Messungen in extremen elektrischen Umgebungen. Darüber hinaus eignen sich die Sensoren für zerstörungsfreie Werkstoffprüfungen. Dank der Integration von Materialien wie Diamant und Glas, die durch Magnetfelder nicht beeinflusst werden, lassen sich selbst feinste Risse oder Materialfehler präzise detektieren. Die Kompaktheit der Sensoren erlaubt ihre Verwendung in engen Spalten, für Positionierungsaufgaben oder in Bereichen, wo traditionelle Sensoren aufgrund ihrer Größe nicht einsetzbar wären.

Was ist das Besondere an der Technologie von Quantum Technologies?

Robert Staacke: Unsere Technologie zeichnet sich durch ihre extreme Miniaturisierung aus, denn die Sensoren lassen sich auf bis zu 100 µm verkleinern. Ein weiteres zentrales Merkmal ist die rein optische Funktionsweise, die eine vollständige galvanische Trennung ermöglicht. Dies erlaubt präzise Messungen beispielsweise über Glasfaserkabel ohne elektrische Verbindung. Mit diesen Eigenschaften sind die Sensoren besonders prädestiniert für Anwendungen in Hochspannungsbereichen, in Umgebungen mit starker elektromagnetischer Strahlung oder in extremen Temperaturen von -273 bis 600 °C.

Wie weit ist die Entwicklung? Welche Produkte gibt es bereits?

Robert Staacke: Derzeit sind unsere Quantensensoren bei Reichelt Elektronik vor allem für Forschungs- und Entwicklungszwecke verfügbar. Diese Modelle ermöglichen Entwicklern die Integration einzelner Messköpfe und die Nutzung der zugehörigen Auswerteelektronik für detaillierte Analysen. Für industrielle Anwendungen entwickeln wir spezialisierte, maßgeschneiderte Lösungen. Diese umfassen komplette Systeme, bei denen die Elektronik zum Beispiel auch mehrere Messköpfe gleichzeitig versorgen kann, oder auch einzelne Komponenten, die in Kundenanlagen integrierbar sind. Die Grundtechnologie bleibt konstant, aber Aufbau und Integration variieren je nach spezifischen Kundenanforderungen und Anwendung.

Robert Staacke, Geschäftsführer bei Quantum Technologies in Leipzig © Quantum Technologies

Wie ist es um deren Marktreife bestellt?

Robert Staacke: Die Verfügbarkeit über Reichelt Elektronik stellt einen wichtigen Schritt dar, um die Technologie einem breiten Publikum zugänglich zu machen und erste Kundenkontakte zu knüpfen. Dies ermöglicht es uns, wertvolles Feedback zu sammeln und die Sensoren weiter zu verfeinern. Parallel konzentriert sich Quantum Technologies darauf, individuelle Anforderungen der Kunden umzusetzen. Die Entwicklungsarbeit ist also kontinuierlich im Gange, um sicherzustellen, dass unsere Produkte den Anforderungen und Erwartungen der Industrie gerecht werden.