Neuer Patentanalysebericht

Quantentechnologie in der Raumfahrt

Ein Anfang November veröffentlichter, neuer Patentanalysebericht zeigt, wie stark die Zahl der Patentanmeldungen für Quantentechnologien (QT), die im Weltraum zur Erdbeobachtung, Navigation und Kommunikation eingesetzt werden, von 2001 bis 2020 angestiegen ist.

Der Bericht wurde vom Europäischen Patentamt (EPA) und dem Europäischen Institut für Weltraumpolitik (ESPI) in Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) erstellt und untersucht Trends bei den Patentanmeldungen für im Weltraum angewendete Quantentechnologien.

Der Großteil der Anmeldungen für im Weltraum angewendete Quantentechnologien bezieht sich auf die Bereiche sichere Kommunikation, Zeit- und Frequenztransfers und Erdbeobachtung und Fernerkundung. Der Analyseteil des Berichts befasst sich mit drei relevanten Bereichen der Quantentechnologie:

• Quantenschlüsselaustausch (QKD), bei dem Sender und Empfänger dank Quantenphysik abhörsicher den Schlüssel für ein symmetrisches Verschlüsselungsverfahren erhalten
• Kalte Atomuhren (CAC), die derzeit präziseste und genaueste Möglichkeit zur Frequenzmessung
• Kalte Atominterferometer (CAI), die gegebenenfalls Sektoren wie Navigation und Positionsbestimmung, Abbau natürlicher Rohstoffe, Geophysik und Grundlagenphysik revolutionieren können

Das nachfolgende Schaubild illustriert die Vorgehensweise bei der Erstellung des Berichts.

Patentanalysebericht

In dieser Ausgabe von Patent Knowledge News zeigen wir Ihnen am Beispiel sicherer Kommunikation mit Quantenschlüsselaustausch (QKD), wie Sie mit Hilfe der Recherchetools des EPA ähnliche Recherchen wie in unserem Bericht durchführen können.

In Espacenet können Sie relevante Dokumente finden. Verwenden Sie dafür einschlägige Suchwörter für das Thema: "QUANTUM KEY DISTRIBUTION" OR "QKD" OR "CVQKD" OR "QUBIT?" OR "Q BIT?" OR "QUANTUM BIT?" OR "ENTANGLE*". Prüfer für dieses Gebiet empfehlen, auch einige Protokoll-Akronyme und Projekte zu nutzen: "BB84" OR "E91" OR "SAGA" OR "DARPA" OR "SECOQC" . Wenn wir diese Suchen im Feld „Alle Textfelder" (ftxt) kombinieren, stoßen wir allerdings an die Grenzen von Espacenet (höchstens 10 Suchbegriffe pro Feld und 20 Suchbegriffe insgesamt), so dass wir einige Begriffe stattdessen im Feld „Alle Textfelder oder Namen" eingeben müssen. Die Trefferliste umfasst eine halbe Million Dokumente. Offensichtlich ergeben sich bei einer Volltextsuche häufig zahlreiche für unsere Zwecke sinnlose Treffer, weil auch Dokumente aus anderen Gebieten angegeben werden, in denen lediglich auf die genannte Technologie verwiesen wird. Daher empfehlen wir, die Suchbegriffe mit Klassifikationssymbolen zu kombinieren. Dann enthält die Trefferliste nur noch Erfindungen, die von unseren Prüfern im Gebiet sichere Kommunikation mit Schlüsselaustausch mit der Klassifikation H04L9/08 eingestuft haben. Wir können außerdem Publikationen aus der Kategorie H04L9/0852 hinzufügen, einer besonderen Kategorie für Quantenkryptografie. Die Abbildung zeigt, wie sich die entsprechenden Suchergebnisse im Zeitablauf entwickelt haben.

Die Zahl der Patentfamilien mit jährlichen Veröffentlichungen und der Gesamtanmeldungen hat sich in den 14 Jahren von 2005 bis 2019 mehr als verzehnfacht. Dies zeigt, wie stark Quantentechnologie im Weltraum an Bedeutung gewonnen hat.

Mithilfe des Filtermoduls in Espacenet können die Nutzer statistische Analysen zu zahlreichen Aspekten wie geschützten Märkten, CPC-Unterkategorien oder wichtigen Anmeldern und Erfindern und deren Heimatländern erstellen.

Bei Erfindungen mit Weltraumbezug sind zusätzliche Suchkriterien erforderlich. Die folgenden Suchen nach bestimmten Konzepten werden im Global Patent Index (GPI) durchgeführt, der sehr umfangreiche Suchanfragen ermöglicht.

Konzept 1: Quantenschlüsselaustausch

(Word=("QUANTUM KEY DISTRIBUTION" OR QKD OR CVQKD OR CV +1W QKD OR QUBIT? OR QBIT? OR Q +1W BIT? OR QUANTUMBIT? OR QUANTUM +1W BIT? OR ENTANGLE* OR BB84 OR E91 OR SAGA OR DARPA OR SECOQC) and CLAS=H04L000908*) OR CLAS=H04L9/0852

Konzept 2: Weltraumbezug

TIAB OR CLAIM=(AEROSPAC? OR AIRCRAFT?) OR WORD=(COSMIC* OR DEEP +1W SPACE OR OUTERSPACE OR OUTER +1W SPACE OR EARTHSTATION? OR EARTH +1W STATION OR GROUNDSTATION? OR GROUND +1W STATION? OR INTERPLANETAR* OR INTER +1W PLANETAR* OR MICROGRAVIT* OR MICRO +1W GRAVIT* OR SATELLITE? OR MICROSATELLITE? OR MICRO +1W SATELLITE? OR NANOSATELLITE? OR NANO +1W SATELLITE? OR SPACECRAFT? OR SPACE +1W CRAFT? OR SPACEVEHICLE? OR SPACE +1W VEHICLE? OR SPACESHIP? OR SPACE +1W SHIP? OR SPACESTATION? OR SPACE +1W STATION? OR SPACEBORNE OR SPACE +1W BORNE OR SPACE +1W PROBE? OR ZEROGRAVIT* OR ZERO +1W GRAVIT* ) OR CLAS=(B64G OR H01Q1/288 OR H04B10/118 OR H04B0007185*)

Der Global Patent Index bietet ebenfalls die Möglichkeit statistischer Analysen, z. B. zu Klassifikationssymbolen (beispielsweise optischen Bauteilen für Quantenkommunikation unter H04B10/70). Die Anmeldungen auf diesem technischen Gebiet werden in der Studie genauer analysiert.

Mehr Einzelheiten zu den Ergebnissen finden Sie im Bericht Quantum technologies and space, dessen bildliche Darstellungen und Kommentare vor allem für Wissenschaftler, Ingenieure, Unternehmen und Investoren interessant sein dürften, die diese rasch expandierenden Technologiebereiche besser erfassen möchten. Er bietet außerdem genauere Einsichten in die methodische Vorgehensweise und den strukturierten Ansatz, der in diesem Artikel beschrieben wurde.