Dr. Markus Krutzik im Brain City-Interview

Credit: Markus Krutzik

21.06.2021
„Ich bin fasziniert von den Möglichkeiten, die in der Quantensensorik schlummern“

Brain City Berlin

Dr. Markus Krutzik hat keinen alltäglichen Beruf. Er ist Leiter des Joint Lab Integrated Quantum Sensors (IQS) der Humboldt-Universität zu Berlin und des Ferdinand-Braun-Instituts. Anfang Juni referierte er als Experte im Rahmen von „Wissenschaft trifft Wirtschaft“ (WtW). Die von Humboldt-Innovation – einer Tochtergesellschaft der Humboldt-Universität zu Berlin – und dem Servicezentrum Forschung der HU Berlin organisierte Veranstaltungsreihe will Forscher*innen und Unternehmen miteinander vernetzen und so Innovationen auf den Weg bringen. Thema des WtW-Events im Juni: „Quantensensorik und Imaging”.

40 Teilnehmer*innen – darunter Vertreter*innen von Industrieunternehmen, KMUs, Forschende und Studierende aus Berlin-Brandenburg, aber auch internationale Gäste – besuchten Anfang Juni virtuell die WtW-Veranstaltung zum Thema „Quatensensorik und -imaging“. Sie schauten dabei quasi in die Zukunft, den Quantentechnologien (QT) sind dabei, Naturwissenschaft und Technik zu revolutionieren. Eine Sparte dieser Technologien sind Quantensensoren, mit denen physikalische Größen wie Frequenz, Zeit, Trägheitskräfte sowie elektrische und magnetische Felder äußerst präzise gemessen werden können. Einer der Referenten und zugleich ein führender Experte auf dem Gebiet der Quantensensorik : Dr. Markus Krutzik, Leiter des Joint Lab Integrated Quantum Sensors (IQS) der Humboldt-Universität zu Berlin und des Ferdinand-Braun-Instituts.

Herr Dr. Krutzik, was wurde auf der Veranstaltung am 2. Juni konkret angestoßen?

Momentan gibt es zahlreiche Bemühungen, Quantentechnologien mit hoher Technologiereife in den Markt zu überführen. In der Region Berlin-Brandenburg finden sich zahlreiche Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die in der Wertschöpfungskette einen Platz besitzen (können). Wir möchten darauf hinweisen, dass ein bedeutender Markt für optische, mechanische und elektronische Schlüsselkomponenten der Quantentechnologie schon jetzt existiert und interessierten Unternehmen aufzeigen, an welcher Stelle ihre Kompetenzen eine Rolle spielen.

Was hat Ihnen die Veranstaltung persönlich gebracht?

Vor allem Einblicke in Verwertungsmöglichkeiten, Impulse für zukünftige Forschungsvorhaben und insbesondere neue Kontakte. Wir möchten mit unserer Arbeit auch dazu beitragen, ein Netzwerk aus Wissenschafts- und Wirtschaftseinrichtungen mit regionalem Schwerpunkt in Berlin-Brandenburg zu etablieren. KMU, Start-ups, Forschungseirichtungen und Universitäten sollen vernetzt werden, um die Grundlage für ein Ökosystem zu legen, in welchem der Technologietransfer und die Kommerzialisierung sogenannter „Enabling Technologies“ der Photonik für Anwendungen in den Quantentechnologien im Zentrum steht. Veranstaltungen wie WtW unterstützen diese Zielsetzung.

Was reizt Sie an Ihrem Fachgebiet besonders?

Ich bin fasziniert von den Möglichkeiten, die in der Quantensensorik schlummern: durch immer genauer und effektiver werdende Methoden, die helfen Zukunftsfragen in Bereichen wie Mobilität, Klima, Gesundheitswesen zu beantworten. Unsere Quantensensoren nutzen hochpräzise Spektroskopieverfahren mit atomaren Ensembles entweder bei Raumtemperatur oder – mittels Laserkühlung – nahe dem absoluten Nullpunkt. Um Geräte zur hochgenauen Messung physikalischer Größen wie Frequenz, Zeit, Trägheitskräften sowie elektrischer und magnetischer Felder zu realisieren, nutzen wir die intrinsischen Eigenschaften quantenmechanischer Zustände – und deren präzise Manipulation mit Laserlicht. Besonders fasziniert mich die Verbindung aus Physik und Ingenieurwissenschaften in der Quantensensorik. Sie ist notwendig, um Ideen aus dem Labor in die Gesellschaft umzusetzen.

Anwendbarkeit – nicht nur für den Weltraum, sondern auch für den Alltag – ist ein Fokus Ihrer Forschung. Können Sie Beispiele für die von Ihrem Team entwickelte Anwendungen nennen?

Wir forschen an atombasierten Technologien für die Feldsensorik und Metrologie. Als ein Beispiel möchte ich die sogenannten optischen Uhren nennen. Diese sind ein notwendiger Baustein für die zukünftige satellitengestützte Navigation und darauf basierender Verkehrsinfrastrukturen. Außerdem können sie als zuverlässiger und präziser Taktgeber zur Synchronisation von optischen Netzwerken im Post-5G-Zeitalter dienen und sind damit von zentraler Bedeutung für die Datenverarbeitung der Zukunft. Am IQS arbeiten wir seit vielen Jahren mit Partnern aus der Industrie zusammen, die sich mit der Systemintegration und auch der Validation der Technologien befassen.

Welche Bedeutung hat der Transfer von Wissenschaft und Wirtschaft generell – und für Ihr Fachgebiet der Quantensensorik im Speziellen?

Eine Vernetzung entlang industrierelevanter Wertschöpfungsketten zur Kommerzialisierung von Quantensensorik ist eine der zentralen Herausforderungen zahlreicher nationaler und internationaler Aktivitäten. In der Region Berlin-Brandenburg gibt es viele kleine und mittelständische Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Universitätsgruppen, die sich mit Quantentechnologien und insbesondere auch mit der Photonik als Schlüsseltechnologie befassen. Dies reicht von der Grundlagenforschung über die Anfertigung von Schlüsselkomponenten bis hin zur Anwendung dieser Technologien. Die Akteure decken damit weite Teile einer Wertschöpfungskette ab. Gleichzeitig bilden sie die notwendige Voraussetzung für die Initiierung eines erfolgreichen Netzwerks ab, das in der Hauptstadtregion mittelfristig zu einem international sichtbaren Quantentechnologie-Hub etabliert werden soll.

Veranstaltungsreihe „Wissenschaft trifft Wirtschaft“

Für 2021 sind noch zwei Termine der Veranstaltungsreihe „Wissenschaft trifft Wirtschaft“ geplant. Die Themen stehen allerdings noch nicht fest. Da es sich um ein offenes Format handelt, können sich Forscher*innen der Universität, aber auch interessierte Unternehmen, jederzeit mit Themenvorschlägen bei der veranstaltenden Humboldt Innovation melden.

Mehr über „Wissenschaft trifft Wirtschaft“ und Kontaktadressen