Wissenschaft

Die PTB ist an zwei neuen großen EU-Projekten zum Thema künstliche Intelligenz beteiligt. Beide tragen das Kürzel TEF im Namen, was für „Testing and Experimentation Facility“ steht. Das Projekt TEF-Health soll innovative Ansätze in KI und Robotik im Gesundheitswesen prüfen und diese schneller zur Marktreife bringen. Das Projekt TEFAI- MATTERS widmet sich mit demselben Ziel innovativen KI-basierten Ansätzen in Robotik und Sensorik im Fertigungsbereich, etwa in der Produktion. Die Projekte sind Teil des Programms „Digital Europe“ und werden mit je 60 Millionen Euro gefördert. Ziel ist es, Qualitätsstandards für vernetzte Daten und KI auf messbare Größen zurückzuführen und so das Vertrauen in KI-Systeme zu stärken. (Ansprechpartner für TEF-Health: Daniel Schwabe, 030 3481-7802, daniel.schwabe@ptb.de, Ansprechpartner für TEF-AI-MATTERS: Harald Bosse, 0531 592-5010, harald.bosse(at)ptb.de)

Um das enorme Potenzial der Quantentechnologien in die Praxis umzusetzen, braucht es Fachkräfte. Gerade für den Transfer vom Labor in die Industrie und die Produktentwicklung fehlen qualifiziertes Personal und eine zentrale Anlaufstelle für ihre Fortbildung. Daher ist das Verbundprojekt „Quantum Technology Courses for Industry“ (QTIndu) gestartet. Unter Beteiligung der TU Braunschweig, des Quantum Valley Lower Saxony (QVLS) und der PTB entsteht bei QTIndu ein europaweites Netzwerk für Quantentechnologie-Fortbildung. (Ansprechpartner: Oliver Bodensiek, 0531 592-9454, oliver.bodensiek(at)ptb.de)

Die Quantenkommunikation verspricht eine abhörsichere Übertragung von Informationen. Die quantenbasierte Schlüsselverteilung ist dabei weit erforscht und inzwischen reif für die Anwendung. Im Innovationshub für Quantenkommunikation fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) 36 Einrichtungen, um Forschungsinstitute und Unternehmen zu vernetzen. Das begleitende Schirmprojekt (SQuaD) wird von der PTB in engem Schulterschluss mit dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) koordiniert. Es bringt Akteure aus Forschung und Industrie zusammen und erweitert Testumgebungen für die Quantenkommunikationstechnologie. (Ansprechpartner: Nicolas Spethmann, 0531 592-2009, nicolas.spethmann(at)ptb.de)

Im Vorfeld von Pilotprojekten, bei denen Wasserstoff über das normale Erdgasnetz in Haushalte geleitet wird, hat die PTB untersucht, ob die bisher für Erdgasmengenmessung eingesetzten Geräte auch für Wasserstoff geeignet sind. Das Ergebnis zeigt, dass alle Fehlergrenzen eingehalten werden.

Im Photovoltaik-Kompetenzzentrum der PTB wurde ein neuer Messplatz entwickelt, mit dem sich die Leistung von Solarmodulen unter Standardtestbedingungen deutlich genauer bestimmen lässt als mit bisherigen Methoden.

Für die Strahlentherapie müssen vielfältige Basisdaten bestimmt werden, unter anderem zahlreiche Dosisverteilungen. Mithilfe von künstlicher Intelligenz (maschinellem Lernen) lässt sich die aufwendige Bestimmung der Dosisansprechfunktion eines Detektors ersetzen. Die neue Korrekturmethode aus der PTB hat das Potenzial, routinemäßig in Kliniken eingesetzt werden zu können.

Programmierbare Josephson-Spannungsnormale sind elektrische Quantennormale bestehend aus Serienschaltungen (Arrays) von einigen Tausend Josephson-Kontakten. Sie ermöglichen die Erzeugung von Spannungen von typischerweise bis zu etwa 10 Volt mit fundamentaler Genauigkeit und werden hauptsächlich von nationalen Metrologieinstituten zur Realisierung der elektrischen Spannungseinheit genutzt. Nun ist es der PTB gelungen, mit einem Josephson-Spannungsnormal weltweit erstmalig Ausgangsspannungen bis zu 80 Volt zu realisieren.

Mit vier Testmassen in Form von Hohlzylindern aus der PTB konnte im Rahmen der Weltraummission MICROSCOPE das sogenannte Äquivalenzprinzip mit bisher unerreichter Präzision bestätigt werden.

Im Kompetenzzentrum VirtMet wurde ein Verfahren zur Berechnung der Simulationsunsicherheit eines virtuellen Ultraschall-Durchflussmessers entwickelt, mit dessen Hilfe strömungsmechanische Kalibrierfaktoren für reale Messgeräte berechnet werden können. Die Methode basiert auf dem Vergleich realer und virtueller Messungen und ermöglicht eine kontinuierliche Bestimmung von Kalibrierfaktoren mit dazugehöriger erweiterter Unsicherheit und Konfidenzintervall.