Österreich: Ein Quanten-Innovationskraftwerk

Die von der österreichischen Regierung initiierte österreichische Technologieplattform Photonics Austria wurde von Vertretern aus Industrie und Forschung gegründet, um eine starke Präsenz der Photonik-Akteure auf nationaler und internationaler Ebene zu schaffen und den Austausch zwischen Wirtschaft, Forschung und Bildung zu fördern. Die Hauptaufgaben von Photonics Austria bestehen darin, nationale und internationale Forschungsstrategien und -programme zu entwickeln und zu unterstützen und die Vernetzung mit europäischen Photonik-Aktivitäten zu fördern, sowie nationalen Akteuren eine Austauschplattform zu bieten. Photonics Austria bietet über 60 österreichischen Schlüsselakteuren im Bereich Photonik und Quantentechnologien Kontakt und Zusammenarbeit durch eine breite Palette von Aktivitäten wie Matchmaking, Delegationsbesuche oder gemeinsame F&E-Projekte.

Quantum-Prozessor von Infineon Technologies
*Foto: Infineon Technologies*

Im Jahr 2025, dem Internationalen Jahr der Quantenwissenschaft und -technologie, bekräftigt Österreich seine Position an der Spitze der Quanteninnovation. Die besondere Stärke dieses Ökosystems entspringt einem vitalen akademischen Umfeld, das seit 100 Jahren von Nobelpreis-gekrönter Forschung lebt, angefangen bei den Arbeiten von Wolfgang Pauli und Erwin Schrödinger bis hin zu Anton Zeilinger und anderen Forschern in jüngster Zeit. Die Plattformen Quantum Science Austria (quantA) und PHOTONICS AUSTRIA sind stolz darauf, verschiedene Netzwerke von akademischen und industriellen Führungskräften zu vereinen. Im Fall von Photonics Austria reichen diese Kooperationen von der fortschrittlichen optischen Chipfertigung für Quantencomputer bis hin zu bahnbrechenden Sensor- und Kommunikationstechnologien. Gemeinsam tragen sie alle zu einer transformativen Quantenzukunft bei.

JOANNEUM RESEARCH

JOANNEUM RESEARCH ist eine international anerkannte Forschungs- und Technologieorganisation in Österreich. Mit dem Schwerpunkt auf angewandter Forschung und Technologietransfer an Unternehmen steht die Organisation an der Spitze der österreichischen Akteure für die Kommerzialisierung von F&E in verschiedenen Schlüsseltechnologien, darunter:

Grüne Photonik und Elektronik
Strukturierte (biomimetische) Oberflächen
Piezoelektrische Sensoren und Energy Harvester
Großflächige Produktion von organischen Schichten (Rolle-zu-Rolle, Siebdruck)
(optische) Chemo- und Biosensoren
Laser Produktionstechnologie
Aerosol- und Tintenstrahldruck
Laser- und plasmagestützte Vakuumbeschichtungsverfahren

An der Spitze der Quantenphotonik entwickeln Forscher am Institut MATERIALS Femtosekundenlasertechniken zur Herstellung von optischen Wellenleitern und Interferometern für Quantencomputer und Metrologiekonzepte der Universität Innsbruck. Indem sie Wellenleiter und andere optische Komponenten mit Mikrometerpräzision direkt in Glassubstrate einschreiben, schaffen sie wesentliche Hardware für rekonfigurierbare Quantenschaltungen. Die Miniaturisierung von makroskopischen Aufbauten wie z.B. Ionenfallen auf Halbleiterchips ist der Schlüssel, um erschwingliche Quantencomputer auf den Markt zu bringen.

Über sein Institut DIGITAL kann JOANNEUM RESEARCH auch Forschung und Lösungen im Bereich der Software für Quantencomputer anbieten. Es konzentriert sich insbesondere auf die Bereiche intelligente Messtechnik und Signalverarbeitung.

Aus dem JOANNEUM RESEARCH Labor
*Foto: Bernhard Bergmann*

Infineon Technologies - Quantenverarbeitungseinheiten: Infineon im Herzen des Quantencomputers

Das Quantencomputing eröffnet neue Wege zur Bewältigung rechnerischer Herausforderungen in Bereichen wie Gesundheitswesen, Cybersicherheit, Finanzen oder Logistik. Infineon, ein führender Halbleiterhersteller, treibt die Industrialisierung des Quantencomputings von der Grundlagenforschung bis zur Anwendung für Industrien und Partner weltweit voran. Quantencomputer werden die Innovation in vielen Bereichen vorantreiben, z.B. bei der Entwicklung von Medikamenten oder chemischen Katalysatoren durch die Simulation von Prozessen auf molekularer Ebene für eine schnellere Entwicklung von Medikamenten und Impfstoffen oder neuen Materialien und damit Innovationen z.B. in den Bereichen erneuerbare Energien, Elektronik oder Luft- und Raumfahrt vorantreiben. Ein weiterer Bereich, in dem das Quantencomputing einen wirtschaftlichen Nutzen bringen soll, ist die Echtzeitsimulation im Finanzwesen oder in der Logistik, um die Lieferketten robuster zu machen.

Damit Quantencomputer sinnvolle reale Probleme lösen können, muss eine große Anzahl von Qubits mit hoher Präzision gesteuert werden, was den heutigen Stand der Technik übersteigt. Infineon treibt die Forschung und Entwicklung verschiedener Quantencomputer-Technologien aktiv voran, darunter gefangene Ionen, supraleitende Schaltungen und Spins in Silizium. Infineon verfügt über modernste Kenntnisse in der Prozessentwicklung, Fertigung und Technologie von Quantenprozessoren. Dazu gehören Labore für Quantenelektronik sowie ein eigenes Ionenfallen-Testlabor in unmittelbarer Nähe der Chip-Produktionsstätte in Villach/Österreich.

Infineon investiert auch in die Entwicklung von Quantencomputern mit eingefangenen Ionen, insbesondere in der Leistungshalbleiterfabrik in Villach, Österreich. Ein spezielles Team arbeitet am Herzstück der führenden Quantencomputer - den Trapped Ion Quantum Processing Units (QPUs). Das Unternehmen nutzt sein umfassendes Know-how bei der Verarbeitung großer Mengen und bei der Entwicklung von Technologien wie integrierter Photonik und Steuerelektronik, um es Partnern zu ermöglichen, die Anzahl der Qubits in ihren Maschinen zu erhöhen. 

Infineon arbeitet in einem starken Quanten-Ökosystem aus Wissenschaft, Wirtschaft, Industrie und Start-ups mit akademischen Partnern wie der Universität Innsbruck, der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) und der ETH Zürich sowie mit kommerziellen Partnern wie Quantinuum, Oxford Ionics oder eleQtron zusammen. Gemeinsam mit diesen exzellenten und innovativen Partnern verschiebt das Unternehmen die Grenzen des Computing in eine neue Ära.

Alpine Quantum Technologien

Alpine Quantum Technologies, ein Start-up der Universität Innsbruck, arbeitet an robusten Quantencomputern, die bei Raumtemperatur arbeiten. Die Systeme, die zu den fortschrittlichsten Quantencomputern in Europa gehören, nutzen die Ionenfallentechnologie und die Lasermanipulation von Quantenzuständen und wurden bereits an mehrere Institutionen in ganz Europa verkauft.

RECENDT

RECENDT, Forschungszentrum für zerstörungsfreie Prüfung GmbH, ist ein Forschungsunternehmen mit Sitz in Oberösterreich/Linz. RECENDT erforscht und entwickelt Technologien zur zerstörungsfreien Prüfung und Materialcharakterisierung. Diese werden in Projekten mit Unternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen eingesetzt, um kundenspezifische Lösungen zu entwickeln. Auf diese Weise ermöglichen sie prozessintegriertes Messen, Prüfen und Charakterisieren von Produkten oder Prozessparametern.

Qualitätssicherung für Schweiß- und Klebeprozesse, für Guss oder 3D-Druck
Prozessintegrierte chemische Analyse, Hyperspektrale Bildgebung
Hochauflösende Echtzeit-3D-Bildgebung interner Strukturen im Mikrometermaßstab
Prüfung von Keramiken, Polymeren und Metallen auf interne Defekte
Biomedizinische Bildgebung und Point-of-Care-Diagnostik
PAT (Prozessanalytische Technologien) für die chemische und biochemische Industrie
Testen und Messen von Beschichtungen
Analyse von Faserverbundwerkstoffen (CFRP, GFRP, etc.)
Lebensmittel und Lebensmittelverpackungen
Prozessoptimierung durch Messtechnik und Prozessverständnis

RECENDT macht Fortschritte in der Quantensensorik. Ihr Schwerpunkt auf der nichtlinearen Interferometrie ebnet den Weg für die industrielle Sensorik und Materialcharakterisierung mit bisher unerreichter Genauigkeit. Mit Plänen zur Ausweitung auf die Magnetometrie wird ihre Forschung kosteneffiziente, hochpräzise industrielle Messanwendungen auf die nächste Stufe bringen. RECENDT ist Mitveranstalter der jährlich stattfindenden Quantum Sensing Linz Konferenz, auf der die neuesten Errungenschaften vorgestellt werden.

ams-OSRAM AG

ams-OSRAM AG ist ein weltweit führender, innovationsgetriebener Anbieter von optischen Lösungen. Mit rund 30.000 Mitarbeitern weltweit bietet ams-OSRAM Innovationen in den Bereichen Sensorik, Beleuchtung und Visualisierung für sichereres Reisen, effektivere medizinische Diagnosen und mehr Komfort in der täglichen Kommunikation. Getreu dem Motto: Sensing is Life treibt ams-OSRAM Innovationen für radikal neue Anwendungen voran, die unser Leben vereinfachen und die Auswirkungen auf die Umwelt reduzieren. Das Unternehmen verschiebt ständig die Grenzen und bringt Technologien wie 3D-Sensoren in Mobiltelefonen in die Automobil- oder Industrierobotik. ams-OSRAM AG macht Technologien für bahnbrechende Anwendungen zur Realität. Dies spiegelt sich in über 15.000 erteilten und angemeldeten Patenten wider. Die ams-OSRAM AG bietet komplette optische Systeme aus einer Hand. Von Strahlern und Sensoren bis hin zur Software kann die gesamte Wertschöpfungskette unserer Kunden bedient werden. Zu den Bereichen, die wir bedienen, gehören:

Automobil & Mobilität
Medizin & Gesundheit
Mobile & Wearables
Beleuchtung
Industrie
Computer

Angesichts der hohen Kosten, die mit herkömmlichen InGaAs-Sensoren verbunden sind, hat ams-OSRAM eine vollständig CMOS-kompatible Alternative unter Verwendung kolloidaler Quantenpunkte (CQD) entwickelt. Indem sie bleihaltige CQDs durch RoHS-konforme Indiumarsenid-Quantenpunkte ersetzen, demonstriert ihr innovativer Prototyp, der auf dem International Electron Devices Meeting 2024 vorgestellt wurde, die Fähigkeit, Bilder durch Siliziumwafer hindurch aufzunehmen - eine Aufgabe, die für Standard-RGB-Kameras unmöglich ist.

zerothid

Im Bereich der Cybersicherheit sind Endbenutzer nicht darauf aus, komplexe mathematische Gleichungen zu lösen oder sich in komplizierten IT-Lösungen zurechtzufinden. Dennoch präsentieren viele Unternehmen genau diese Komplexität, was zu Verwirrung führt und die Einführung wichtiger Sicherheitsstandards verlangsamt. Dies ist eine gefährliche Entwicklung, insbesondere im Hinblick auf den bevorstehenden Aufstieg des Quantencomputers. Experten sagen voraus, dass innerhalb der nächsten fünf Jahre die heutigen Verschlüsselungsmethoden veraltet sein werden, so dass sensible Regierungs- und diplomatische Kommunikation angreifbar wird. Die Frage ist: Wie können wir eine sichere Kommunikation auf eine Weise gewährleisten, die sowohl effektiv als auch einfach zu übernehmen ist?

Stellen Sie sich einen Sicherheitsschlüssel vor, der die vertraulichste Kommunikation vor jedem Dritten schützt, niemals über ein vertrauenswürdiges oder nicht vertrauenswürdiges Netzwerk übertragen wird und durch Licht erzeugt wird, das selbst keine Informationen über den Schlüssel enthält. Das ist keine Science-Fiction - es ist ein physikalisches Gesetz, das dies möglich macht.

Verschränkungsbasierte Quantenschlüsselverteilung (QKD), entwickelt von zerothirdentwickelt wurde, ermöglicht eine sichere Schlüsselübertragung über Entfernungen von mehr als 300 km. Diese Technologie eröffnet nie dagewesene Möglichkeiten: eine Autobahn für Sicherheitsschlüssel entlang kritischer Kommunikationsrouten, eine sichere Schlüsselverteilung zwischen Brüssel und Amsterdam oder Brüssel und Paris, eine direkte, fälschungssichere Kommunikation zwischen Regierungsinstitutionen und Botschaften und ein Mehrparteien-Verschlüsselungsdienst, der nahtlose und souveräne Cybersicherheit gewährleistet.

Im Bereich der Cybersicherheit liegt der wahre Wert nicht in der Komplexität, sondern in der Einfachheit und Zuverlässigkeit. Aus diesem Grund baut zerothird in Zusammenarbeit mit branchenführenden Partnern die sicheren Kommunikationsnetzwerke der Zukunft auf - ein Multi-Milliarden-Dollar-Markt, in dem frühe Anwender die Landschaft prägen werden. Wenn Sie Teil dieses Wandels sein wollen, setzen Sie sich mit unseren führenden Experten in Verbindung und erfahren Sie, wie wir gemeinsam die sichere Kommunikation neu definieren können.

Durch die gemeinsamen Anstrengungen all dieser bahnbrechenden Organisationen treibt Österreich nicht nur die Quantenforschung voran, sondern setzt auch visionäre Durchbrüche in die Praxis um. Mit Photonics Austria, Silicon Austria Labs (SAL), dem Austrian Institute of Technology (AIT) und anderen arbeitet eine dynamische Gemeinschaft daran, die globale Quantenrevolution aktiv voranzutreiben, die transatlantische Zusammenarbeit zu inspirieren und die Zukunft unseres Lebens zu gestalten.

Österreich: Ein Kraftwerk der Quanteninnovation