Kuantum tabanlı ölçüm teknikleri, gelecekte uydu sensörlerinde devrim yaratacaktır. Bose-Einstein yoğunlaşmalarına dayalı kuantum sensörleri, yeni atomik saatler, lazer ve madde-dalga interferometrisi, uzayda rutin kullanıma geçiş yapmak üzere olan kuantum teknolojilerinden sadece birkaçıdır. “İkinci bir kuantum devrimi” sırasında, daha önce kullanılmayan uygulama olanaklarıyla birlikte uzay yolculuğundaki ölçüm teknolojisi ve sensörlerin hassasiyetinde benzeri görülmemiş bir artış yaşanıyor. 2019 yazında, DLR Senatosu, federal hükümet ve Aşağı Saksonya eyaleti tarafından finanse edilen bir uydu jeodezi ve atalet sensörleri enstitüsünün kurulmasını onayladı. Leibniz Universität Hannover (LUH) ile yakın işbirliği içinde, toplam yedi bölümden oluşan yeni enstitünün kurulması sürüyor. On yılın sonunda, üniversitenin planladığı Quantum Quarter’da iki yeni bina ve yaklaşık 120 çalışanla kurulacak.
DLR İcra Kurulu Başkanı Prof. Anke Kaysser-Pyzalla, “Kuantum teknolojileri gelecekte dünya çapında yenilik ve büyümenin kilit itici gücü olacak” diye vurguluyor. “Aşağı Saksonya’da, yeni DLR enstitüsünün bu geleceğin teknolojisine önemli bir katkı sunabilmesi, devlet ve Hannover Üniversitesi ile örnek teşkil eden işbirliği sayesindedir.”
“Hannover’de DLR Uydu Jeodezisi ve Ataletsel Sensörler Enstitüsü’nün kurulmasıyla, Oberpfaffenhofen’deki DLR Galileo Yetkinlik Merkezi ve Ulm’deki DLR Kuantum Teknolojileri Enstitüsü ile işbirliği içinde karasal ve uzay tabanlı kuantum yenilikleri için bir yeterlilik merkezi oluşturuluyor. ,” diyor DLR Uzay Araştırmaları ve Teknolojisi Yönetim Kurulu Üyesi Prof.
Atalet sensörleri, örneğin uçuş stabilizasyonu ve uçuş navigasyonu için kullanılan ivme sensörleri veya sapma oranı sensörleri olabilir. Madde-dalga interferometrisine dayalı kuantum algılama, benzeri görülmemiş uzun vadeli kararlılıkla dönme ve ivmenin ölçülmesini sağlar. Bunun için Bose-Einstein kondensatları gibi aşırı soğuk kuantum gazları kullanılabilir. Mutlak sıfır sıcaklığın hemen yakınında, bir atomik bulut tek bir “dev atom” gibi davranır. Bu sözde Bose-Einstein yoğuşması makroskopik olarak gözlemlenebilir. Bu teknolojinin daha da geliştirilmesi, bir uydu sürüsünün oluşum uçuşlarında mesafe kontrolü veya dünyanın veya diğer gök cisimlerinin kesin yerçekimi alanı ölçümleri için gelecekte uyduların yüksek hassasiyetli tutum kontrolünü vaat ediyor. Yeni DLR enstitüsünde umut verici kuantum-optik lazer interferometri yöntemleri de geliştirilmektedir.
Alman Havacılık ve Uzay Dairesi Federal Hükümet Koordinatörü Thomas Jarzombek şöyle diyor: “Kuantum sensörleri yeni olanaklar sunuyor. Sıcaklık, hız veya elektrik ve manyetik alanlar gibi fiziksel nicelikleri benzeri görülmemiş bir hassasiyetle ölçerler. Uzaydan yüksek hassasiyetli dünya gözlemi sağlarlar. İklim değişikliğini daha yakından araştırabilmemizin yanı sıra ekonomik potansiyeli de harika. Toprağın durumunu değerlendirmek için hammadde yatakları veya tarım ve ormancılık için arama yaparken. Kuantum sensörlerin bir diğer uygulama alanı da yeni tıbbi tanı ve tedavi araçlarıdır. Federal hükümet, Almanya’da kuantum teknolojileri alanında en son araştırmaları desteklemeye devam etmek için Hannover’deki yeni DLR enstitüsünü finanse ediyor. Diğer DLR lokasyonları, şirketleri ve start-up’ları ile ağ kurarak, en başından beri kuantum teknolojilerinin temel araştırmalarını ve endüstriyel uygulamalarını göz önünde bulunduruyoruz.”
Kuantum teknolojisindeki ve kuantum sensör teknolojisindeki yenilikler, iklim değişikliği, su kaynakları, enerji arzı, dijitalleşme, hareketlilik ve güvenlik gibi sosyal açıdan ilgili sorunların çözülmesine büyük katkı sağlayabilir ve ayrıca gelecekteki uzay görevlerinde tamamen yeni perspektifler açabilir” diyor Lower. Saksonya Bilim Bakanı Björn Thümler, “Devlet açısından, Hannover’de DLR Uydu Jeodezisi ve Ataletsel Sensörler Enstitüsü’nün kurulması büyük bir başarıdır, çünkü bu, kuantum teknolojisini daha da yaygınlaştıracak ve sürdürülebilir bir şekilde dünyanın bir konusu haline getirecektir.” Aşağı Saksonya’da gelecek. Devlet, son on yılda araştırma laboratuvarlarının kurulması ve işletilmesi ve bu araştırma alanında bilimsel mükemmelliğin işe alınması ve eğitilmesi için 220 milyon Euro’dan fazla yatırım yaptığından, enstitü burada mükemmel bir araştırma ortamı geliştirebilir. Yeni enstitünün yeni nesil kuantum mühendislerinin oluşumuna önemli bir katkı yapmasını sabırsızlıkla bekliyorum.”
Geniş ortaklıklar
Yeni enstitünün faaliyetleri, Almanya, Avrupa ve dünyadaki araştırma ve endüstriden ortaklarla DLR çapında projelere ve işbirliklerine entegre edilecek. Örneğin, DLR, Bose-Einstein yoğunlaşmalarının (BEC) Uluslararası Uzay İstasyonu ISS’deki Soğuk Atom Laboratuvarı’nda (CAL) ağırlıksızlık altında incelendiği BECCAL projesinde NASA ile birlikte çalışıyor. 2020’lerin sonunda yeni bir ofis ve laboratuvar binası inşa edilmeden önce yeni enstitünün başlangıçta ofis ve laboratuvar alanı kiralayacağı Leibniz Universität Hannover ile çekirdek bir ortaklık mevcuttur. Planlanan “Optik Frekans Ölçümü” bölümünün bir parçası olarak, Braunschweig’deki Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ile yakın işbirliği planlanmaktadır. “Göreceli Modelleme” bölümü ayrıca Bremen’deki Uygulamalı Uzay Teknolojisi ve Mikro Yerçekimi Merkezi’nin (ZARM) yakınındaki DLR sahasında yer alacaktır.
Qubit’lerle geleceğin teknolojisi
Kuantum bilgisayar, kuantum fiziği yasalarına uyan kübitlerle çalışır. Bu, geleneksel bilgisayarlarda mümkün olmayan yeni algoritmalara izin verir.
Kredi:
© Prodüksiyon Perig / Adobe Stock
Leibniz Universität Hannover Başkanı Prof. Dr. Volker Epping, LUH ile üniversite dışı araştırma kurumları arasındaki işbirliğinin önemini vurguluyor: “Üniversite dışı diğer birkaç ortağa ek olarak, bir DLR enstitüsünün kurulmasından gurur ve memnuniyet duyuyorum. şimdi bir işbirliği ortağı olarak LUH’a geliyor. Bu yetkinlikler grubu, enstitü, üniversite ve lokasyonun kuantum teknolojileri alanında uluslararası çekiciliği daha da geliştirmek için birlikte çalışmasını sağlayacaktır. Sorumlulara ve ilgililere itenlere teşekkür etmek istiyorum bu anlaşma kararlılıkla ilerledi ve bunu mümkün kıldı ve tüm bilim insanlarına Leibniz Universität Hannover’deki DLR’de başarılı bir başlangıç diliyorum.”
Şu anda odak noktası, DLR Uydu Jeodezi ve Ataletsel Sensörler Enstitüsü’nün gelecekteki yönetiminin ve ilk bölüm başkanlarının atanmasıdır. Yıl sonuna kadar enstitüde 30 çalışanın çalışıyor olması gerekiyor. Enstitünün resmi açılışının 2021 yılı sonunda yapılması planlanıyor.
DLR Uydu Jeodezi ve Ataletsel Sensörler Enstitüsü’nün kurucu direktörü Prof. Wolfgang Ertmer, “UUİ’de 2026’dan itibaren yapılacak deneyler için ilk araştırma çalışması BECCAL projesiyle çoktan başladı” diyor. “Enstitü, AB Komisyonu’nun kuantum gravimetrik yer gözlemi konusundaki olası faaliyetlerine de önemli ölçüde dahil oluyor. Ayrıca enstitü, kuantum hesaplama alanında DLR’nin yeterliliklerine katkıda bulunur ve bu alanda Hannover merkezli Quantum Valley Lower Saxony eV ile işbirliği yapar.
Aşağı Saksonya eyaleti, DLR Uydu Jeodezi ve Ataletsel Sensörler Enstitüsü’nün kurulması için şimdiden 12 milyon avroyu onayladı. Gelecekte enstitü, Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı’nın (BMWi) fonlarından 11 milyon avro, Aşağı Saksonya eyaletinin fonlarından 890.000 avro ve Bremen eyaletinin fonlarından 220.000 avro ile yıllık olarak finanse edilecek.
DLR İcra Kurulu Başkanı Prof. Anke Kaysser-Pyzalla, “Kuantum teknolojileri gelecekte dünya çapında yenilik ve büyümenin kilit itici gücü olacak” diye vurguluyor. “Aşağı Saksonya’da, yeni DLR enstitüsünün bu geleceğin teknolojisine önemli bir katkı sunabilmesi, devlet ve Hannover Üniversitesi ile örnek teşkil eden işbirliği sayesindedir.”
“Hannover’de DLR Uydu Jeodezisi ve Ataletsel Sensörler Enstitüsü’nün kurulmasıyla, Oberpfaffenhofen’deki DLR Galileo Yetkinlik Merkezi ve Ulm’deki DLR Kuantum Teknolojileri Enstitüsü ile işbirliği içinde karasal ve uzay tabanlı kuantum yenilikleri için bir yeterlilik merkezi oluşturuluyor. ,” diyor DLR Uzay Araştırmaları ve Teknolojisi Yönetim Kurulu Üyesi Prof.
Atalet sensörleri, örneğin uçuş stabilizasyonu ve uçuş navigasyonu için kullanılan ivme sensörleri veya sapma oranı sensörleri olabilir. Madde-dalga interferometrisine dayalı kuantum algılama, benzeri görülmemiş uzun vadeli kararlılıkla dönme ve ivmenin ölçülmesini sağlar. Bunun için Bose-Einstein kondensatları gibi aşırı soğuk kuantum gazları kullanılabilir. Mutlak sıfır sıcaklığın hemen yakınında, bir atomik bulut tek bir “dev atom” gibi davranır. Bu sözde Bose-Einstein yoğuşması makroskopik olarak gözlemlenebilir. Bu teknolojinin daha da geliştirilmesi, bir uydu sürüsünün oluşum uçuşlarında mesafe kontrolü veya dünyanın veya diğer gök cisimlerinin kesin yerçekimi alanı ölçümleri için gelecekte uyduların yüksek hassasiyetli tutum kontrolünü vaat ediyor. Yeni DLR enstitüsünde umut verici kuantum-optik lazer interferometri yöntemleri de geliştirilmektedir.
Alman Havacılık ve Uzay Dairesi Federal Hükümet Koordinatörü Thomas Jarzombek şöyle diyor: “Kuantum sensörleri yeni olanaklar sunuyor. Sıcaklık, hız veya elektrik ve manyetik alanlar gibi fiziksel nicelikleri benzeri görülmemiş bir hassasiyetle ölçerler. Uzaydan yüksek hassasiyetli dünya gözlemi sağlarlar. İklim değişikliğini daha yakından araştırabilmemizin yanı sıra ekonomik potansiyeli de harika. Toprağın durumunu değerlendirmek için hammadde yatakları veya tarım ve ormancılık için arama yaparken. Kuantum sensörlerin bir diğer uygulama alanı da yeni tıbbi tanı ve tedavi araçlarıdır. Federal hükümet, Almanya’da kuantum teknolojileri alanında en son araştırmaları desteklemeye devam etmek için Hannover’deki yeni DLR enstitüsünü finanse ediyor. Diğer DLR lokasyonları, şirketleri ve start-up’ları ile ağ kurarak, en başından beri kuantum teknolojilerinin temel araştırmalarını ve endüstriyel uygulamalarını göz önünde bulunduruyoruz.”
Kuantum teknolojisindeki ve kuantum sensör teknolojisindeki yenilikler, iklim değişikliği, su kaynakları, enerji arzı, dijitalleşme, hareketlilik ve güvenlik gibi sosyal açıdan ilgili sorunların çözülmesine büyük katkı sağlayabilir ve ayrıca gelecekteki uzay görevlerinde tamamen yeni perspektifler açabilir” diyor Lower. Saksonya Bilim Bakanı Björn Thümler, “Devlet açısından, Hannover’de DLR Uydu Jeodezisi ve Ataletsel Sensörler Enstitüsü’nün kurulması büyük bir başarıdır, çünkü bu, kuantum teknolojisini daha da yaygınlaştıracak ve sürdürülebilir bir şekilde dünyanın bir konusu haline getirecektir.” Aşağı Saksonya’da gelecek. Devlet, son on yılda araştırma laboratuvarlarının kurulması ve işletilmesi ve bu araştırma alanında bilimsel mükemmelliğin işe alınması ve eğitilmesi için 220 milyon Euro’dan fazla yatırım yaptığından, enstitü burada mükemmel bir araştırma ortamı geliştirebilir. Yeni enstitünün yeni nesil kuantum mühendislerinin oluşumuna önemli bir katkı yapmasını sabırsızlıkla bekliyorum.”
Geniş ortaklıklar
Yeni enstitünün faaliyetleri, Almanya, Avrupa ve dünyadaki araştırma ve endüstriden ortaklarla DLR çapında projelere ve işbirliklerine entegre edilecek. Örneğin, DLR, Bose-Einstein yoğunlaşmalarının (BEC) Uluslararası Uzay İstasyonu ISS’deki Soğuk Atom Laboratuvarı’nda (CAL) ağırlıksızlık altında incelendiği BECCAL projesinde NASA ile birlikte çalışıyor. 2020’lerin sonunda yeni bir ofis ve laboratuvar binası inşa edilmeden önce yeni enstitünün başlangıçta ofis ve laboratuvar alanı kiralayacağı Leibniz Universität Hannover ile çekirdek bir ortaklık mevcuttur. Planlanan “Optik Frekans Ölçümü” bölümünün bir parçası olarak, Braunschweig’deki Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ile yakın işbirliği planlanmaktadır. “Göreceli Modelleme” bölümü ayrıca Bremen’deki Uygulamalı Uzay Teknolojisi ve Mikro Yerçekimi Merkezi’nin (ZARM) yakınındaki DLR sahasında yer alacaktır.
Qubit’lerle geleceğin teknolojisi
Kuantum bilgisayar, kuantum fiziği yasalarına uyan kübitlerle çalışır. Bu, geleneksel bilgisayarlarda mümkün olmayan yeni algoritmalara izin verir.
Kredi:
© Prodüksiyon Perig / Adobe Stock
Leibniz Universität Hannover Başkanı Prof. Dr. Volker Epping, LUH ile üniversite dışı araştırma kurumları arasındaki işbirliğinin önemini vurguluyor: “Üniversite dışı diğer birkaç ortağa ek olarak, bir DLR enstitüsünün kurulmasından gurur ve memnuniyet duyuyorum. şimdi bir işbirliği ortağı olarak LUH’a geliyor. Bu yetkinlikler grubu, enstitü, üniversite ve lokasyonun kuantum teknolojileri alanında uluslararası çekiciliği daha da geliştirmek için birlikte çalışmasını sağlayacaktır. Sorumlulara ve ilgililere itenlere teşekkür etmek istiyorum bu anlaşma kararlılıkla ilerledi ve bunu mümkün kıldı ve tüm bilim insanlarına Leibniz Universität Hannover’deki DLR’de başarılı bir başlangıç diliyorum.”
Şu anda odak noktası, DLR Uydu Jeodezi ve Ataletsel Sensörler Enstitüsü’nün gelecekteki yönetiminin ve ilk bölüm başkanlarının atanmasıdır. Yıl sonuna kadar enstitüde 30 çalışanın çalışıyor olması gerekiyor. Enstitünün resmi açılışının 2021 yılı sonunda yapılması planlanıyor.
DLR Uydu Jeodezi ve Ataletsel Sensörler Enstitüsü’nün kurucu direktörü Prof. Wolfgang Ertmer, “UUİ’de 2026’dan itibaren yapılacak deneyler için ilk araştırma çalışması BECCAL projesiyle çoktan başladı” diyor. “Enstitü, AB Komisyonu’nun kuantum gravimetrik yer gözlemi konusundaki olası faaliyetlerine de önemli ölçüde dahil oluyor. Ayrıca enstitü, kuantum hesaplama alanında DLR’nin yeterliliklerine katkıda bulunur ve bu alanda Hannover merkezli Quantum Valley Lower Saxony eV ile işbirliği yapar.
Aşağı Saksonya eyaleti, DLR Uydu Jeodezi ve Ataletsel Sensörler Enstitüsü’nün kurulması için şimdiden 12 milyon avroyu onayladı. Gelecekte enstitü, Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı’nın (BMWi) fonlarından 11 milyon avro, Aşağı Saksonya eyaletinin fonlarından 890.000 avro ve Bremen eyaletinin fonlarından 220.000 avro ile yıllık olarak finanse edilecek.