TT-GRADE

Ausgangssituation / Motivation

Quantenkommunikation im All basiert zur Gänze auf quantenmechanischer Verschränkung, speziell für Experimente, die auf die Untersuchung von gravitationsinduzierter Dekohärenz korrelierter Quantenzustände abzielen.

Die "Space-QUEST"-Mission auf ESA-Ebene schlägt vor, eine spezielle Quelle verschränkter Photonenpaare auf der Erde zu stationieren. Eines der Paarphotonen wird lokal gemessen, sein Partnerphoton zu einem Empfänger an Bord der ISS transmittiert. Das Erdschwerefeld sollte laut neuester wissenschaftlicher Publikationen den Quantenzustand ändern, sodass erstmals ein durch Gravitation hervorgerufener Quanteneffekt in der Verschränkung gemessen werden könnte.

Die Beobachtung eines solch neuartigen Phänomens könnte die Basis für eine Theorie sein, die Quantenphysik und Relativitätstheorie vereint – ein fundamentales Problem der Physik der Gegenwart.

Rupert Ursin und sein Team als die Leiter des ESA-Topical-Teams (TT) hinter Space-QUEST haben die Erstellung eines konzisen „Experiment Scientifc Requirement“- Dokuments (ESR) vorangetrieben, das die Mission detailliert beschreibt (ESR-Dokument siehe FFG-eCall-Anhang).

ESA implementiert zusammen mit der Weltraumindustrie im Rahmen aus ELIPS-4 Mitteln eine auf diesem ESR basierende Phase-A/B-Studie, um das Weltraumsegment (und nur dieses) zu implementieren. Das Bodensegment (Quelle, Detektoren, Teleskop,…) wird vom Wissenschaftsteam separat geplant und durchgeführt und muss unabhängig von ESA Mitteln finanziert werden.

Inhalte und Zielsetzungen

Ziel des TT-GRADE-Projektvorschlags sind weitere Entwicklung der Mission und Bündelung der Inputs der 42 internationalen Experten des mit Space-QUEST beschäftigten TTs. Da das TT den Knotenpunkt für sämtliche wissenschaftliche und technologische Überlegungen darstellt, ist diese Tätigkeit von größter Wichtigkeit für den Erfolg aller Missionsphasen.

Methodische Vorgehensweise

Neue technologische Erkenntnisse während dieser Phasen, sowohl von Industrie als auch vom wissenschaftlichen Team, werden ausgewertet und jedermann zugänglich gemacht.

Workshops werden abgehalten werden, wir werden an Meetings mit der ESA und dem Industriekonsortium teilnehmen und die Dokumente aller Seiten im Detail überprüfen, um den reibungslosen Ablauf der Experimente zu gewährleisten schlussendlich.

Bis hin zur Ministerratskonfernz soll das Managementarbeitspacket aufrecht bleiben um die europäischen Wissenschaftler aktiv zu unterstützen, zusammen mit den nationalen Agenturen, weitere Phasen bis hin zum eigentlichen Experiment im All zu ermöglichen.

Erwartete Ergebnisse

Wir sind überzeugt, dass dieses Projekt den Schlüssel dazu darstellt, Österreich die wissenschaftliche Führung eines ESA-Projekts zu erhalten und wertvollen Input zu Studien auf ESA-Level zu liefern.

Schlussendlich wird TT-GRADE dazu beitragen, das Risiko von Space-QUEST zu deutlich zu reduzieren und sicherzustellen, dass die Mission ein voller Erfolg wird.

Dieses Projekt soll erst die Ressourcen zur Verfügung stellen, die der Prime einer Weltraummission in der Wissenschaft unbedingt benötigt. Die Ressourcen die hier beantragt werden stellen das absolute Minimum dafür da. Die Unterstützung ist unbedingt erforderlich.

Projektleitung

Österreichische Akademie der Wissenschaften - Institute for Quantum Optics and Quantum Information

Österreichische Akademie der Wissenschaften
Institute for Quantum Optics and Quantum Information
Dr. Rupert Ursin
Boltzmanngasse 3
A-1090 Wien