The Economy

In einem europäischen Metrologieforschungsprojekt wurden Quanten-Hall-Widerstände aus Graphen als primäre Impedanznormale für Wechselspannungs-Anwendungen optimiert. Sie lassen sich nun mit erheblich geringerem Aufwand betreiben. Damit werden mehr Metrologieinstitute und darüber hinaus auch industrielle Kalibrierlaboratorien in die Lage versetzt, die Einheiten Widerstand, Kapazität und Induktivität darzustellen.

Im Rahmen der Neudefinition der SI-Einheit Kilogramm wurde in der PTB ein Verfahren zur Herstellung nahezu perfekt runder Siliziumkugeln entwickelt, deren Formabweichungen im Bereich von nur ca. 10 nm bis 100 nm liegen. Während der wochenlangen Politur der Kugeln muss ihre Form und Rauheit täglich kontrolliert werden. Speziell für diese Aufgabe wurde eine neuartige Messeinrichtung entwickelt, die innerhalb weniger Minuten den Formfehler einer Kugel bestimmen kann.

Aufgrund der steigenden Anzahl industrieller Ultraschallgeräte muss immer öfter die Luftultraschallbelastung von Mitarbeitenden gemessen werden. Ein in der PTB entwickeltes Hochfrequenzpersonenschallexposimeter kann erstmals direkt von der zu überwachenden Person getragen werden und deren individuelle Ultraschallbelastung ermitteln.

Die Qualität deutscher Produkte genießt einen ausgezeichneten Ruf. Dies liegt an einem ausgeklügelten System zur Qualitätssicherung und zum Verbraucherschutz – der sogenannten Qualitätsinfrastruktur. Doch mit der Digitalisierung kommen große Herausforderungen auf diese Qualitätssicherung zu: Wie lässt sich beispielsweise die Qualität von Künstlicher Intelligenz in der Medizintechnik messbar und vergleichbar machen? Wie kann digital-gestützte Qualitätssicherung bei Wasserstofftankstellen oder in der additiven Fertigung aussehen? Mit diesen und anderen Fragen wollen sich Experten beim QI-Digital Forum 2022 auseinandersetzen. Die Veranstaltung richtet sich an Interessierte aus Politik, Wirtschaft und Forschung.

Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), das nationale Metrologie-Institut Deutschlands, hat die Quantenphysik mit aus der Taufe gehoben und trägt heute weiter mit Ihrer Forschung maßgeblich zur Entwicklung der Quantentechnologie bei. Das Quantentechnologie-Kompetenzzentrum (QTZ) bündelt diese Expertise und Infrastruktur für die Erschließung von Anwendungen mit wirtschaftlichem Potential. Mit dem jetzt bewilligten Zukunftscluster QVLS-iLabs bekommt die Zusammenarbeit mit der Industrie einen massiven Schub.

Quantentechnologien und insbesondere Quantencomputer zählen zu den disruptivsten Technologien des 21. Jahrhunderts, da sie das Potential haben, mithilfe quantenmechanischer Effekte zuvor nicht zugängliche Anwendungen zu erschließen. Die weltweite Entwicklung in diesem Bereich braucht jedoch ein starkes Fundament: die Metrologie – die Wissenschaft vom Messen. Hier spielen insbesondere die nationalen Metrologieinstitute (NMI) – in Deutschland ist das die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) – eine entscheidende Rolle. Zu diesem Ergebnis kommt ein am 12. Juli 2022 in der Fachzeitschrift Nature Physics veröffentlichter Kommentar. 

Auf der Hannover Messe 2022, die dieses Jahr vom 30. Mai bis zum 2. Juni stattfindet, präsentieren die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) und die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) die Initiative Qualitätsinfrastruktur (QI)-Digital. An zwei praxisnahen Beispielen – Wasserstofftankstelle und additive Fertigungskette – können Besucherinnen und Besucher erleben, wie eine moderne digitale QI zu einer verbesserten Qualitätssicherung, neuen Sicherheitsstandards und mehr Wirtschaftlichkeit beiträgt. Die Initiative QI-Digital wird finanziell vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) unterstützt.

An initiative called “Calidena” (a blend of the Spanish words “calidad”, quality, and “cadena”, chain) is supporting developing countries and countries in transition in improving their quality infrastructure – especially in the agrarian sector – for 18 months. Through its participative approach, this initiative which was launched at PTB brings together producers, buyers, trade chambers, government representatives and QI service providers (metrology, standardization, conformity assessment and accreditation). (Contact: Carl Felix Wolff, +49 531 592-9340, calidena(at)ptb.de, www.calidena.ptb.de)

The nationwide joint project titled QSolid intends to develop a collaboration platform for a quantum computer based on superconducting circuits within the next five years. It is also planned that a demonstrator system will be set up within this context. For this project, PTB’s work will include developing particularly low-noise, next-generation superconducting and methods to improve the control over superconducting qubits.. Building on this, calibration services are to be created that can be utilized by industry partners at PTB’s Quantum Technology Competence Center. A total of 25 partners are involved in the QSolid project which is being coordinated by Forschungszentrum Jülich. The project budget amounts to 76.3 million euros; 89.8 % of the funding is being provided by the BMBF. (Contact: Lukas Grünhaupt, +49 531 592-9453, lukas.gruenhaupt(at)ptb.de)