Sensors are vitally important tools for various technologies, such as, e.g., navigation, geo-prospecting, or the characterization of biological or chemical materials. The exploitation of quantum phenomena offers the chance to develop novel powerful sensors to be applied in ultra-highprecision spectroscopy, positioning systems, clocks, gravitational, electrical and magnetic field measurements, and optical resolution beyond the wavelength limit. Quantum-based sensing technologies are increasingly important in fundamental research from the sub-nano to the galactic scale, as well as for the determination of the fundamental constants. But also in applied science, quantum-based sensing has become a powerful research tool, notably in biomedical science and diagnostics.

1: Quantentechnologie, QTZ,Quantentechnologie-Kompetenzzentrum 2: Quantenlogik-Spektroskopie, Spektroskopie 3: Quantencomputer, Quantenvielteilchenphysik 4: Ionenfallen 5: Einzelphotonenmetrologie, Einzelphotonenquelle, Einzelphotonendetektor, Kalibrierung, SPAD, TES, SNSPD, NV, Nanodiamond, Quantendot 6. Quantenmagnetometrie, SQUID, OPM 7. Materiewellen, Atominterferometrie

Es hat wohl kaum ein Technologiefeld in den letzten Jahren eine solche Beachtung gefunden wie das relativ junge, interdisziplinäre Gebiet der Quantentechnologien. Die Erforschung der zugrundeliegenden quantenphysikalischen Basis ist eine der ganz großen Erfolgsgeschichten des vergangenen Jahrhunderts. Gemeinsam mit der Allgemeinen Relativitätstheorie hat die quantenphysikalische Forschung unsere Auffassung von den Grundgesetzen der Natur dramatisch verändert. Die inzwischen hinlänglich als zutreffend überprüften quantenmechanischen und relativistischen Gesetzmäßigkeiten unterscheiden sich deutlich von unserer Alltagserfahrung, ja scheinen sogar im Widerspruch zu ihnen zu stehen. Auch wenn diese einzigartigen Facetten der Quantenwelt nur sehr schwer einem allgemeinen Publikum kommuniziert werden können, so bilden sie doch inzwischen – oft unbemerkt – die Grundlage für viele Schlüsseltechnologien unserer Wirtschaft. Beispiele sind hier die Halbleitertechnologie als Basis moderner Computer- und Informationstechnologien, die Lasertechnologie bzw. moderne Beleuchtungselemente basierend auf LED-Technologie oder die Magnetresonanztomographie (MRT) als unverzichtbares medizinisches Bildgebendes Verfahren. Diese Erfolgsgeschichte wird oft auch mit der ersten Quantenrevolution umschrieben. Hier spielt die Quantenphysik von Festkörpern, Lasersystemen und deren Verhalten basierend auf deren mikrophysikalischem Verhalten die wesentliche Rolle.