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Quantentechnologien
Quantentechnologien bieten große Chancen für Datennutzung und -sicherheit, die Medizin und Mobilität der Zukunft oder die Raumfahrt. Die Hightech Agenda Deutschland fördert die Software- und Hardware-Entwicklung vor Ort und vernetzt Wissenschaft, Wirtschaft und Start-ups, um Quantentechnologien bereit zur Anwendung zu machen.
Unser Fahrplan für Quantentechnologien
Unser Fahrplan für die Quantentechnologien zeigt zentrale Meilensteine und Ziele. Diese machen Fortschritte messbar und geben Orientierung für Planung und Umsetzung.
Quantencomputing auf Spitzenniveau
Im Quantencomputing wollen wir bis zum Jahr 2030 mindestens zwei fehlerkorrigierte Quantencomputer auf europäischem Spitzenniveau realisieren und diese Nutzerinnen und Nutzern zugänglich machen.
Konsortien aus Wissenschaft und Wirtschaft zur Realisierung von Quantencomputern gebildet
Beschreibung
Missionsgetriebener Wettbewerb zur Weiterentwicklung der drei aussichtsreichsten QC-Plattformen (Ionenfallen, neutrale Atome, supraleitend) mit verbindlicher Meilensteinplanung und Output-Orientierung durchführen.
Ziele
Quantencomputing auf Spitzenniveau
Im Quantencomputing wollen wir bis zum Jahr 2030 mindestens zwei fehlerkorrigierte Quantencomputer auf europäischem Spitzenniveau realisieren und diese Nutzern zugänglich machen.
Indikatoren
- Konsortien erreichen Eingangskriterien der Competition
- Benötigte Co-Finanzierung durch Unternehmen gesichert
- Anzahl der Konsortien (Zielmarke: ca. 5)
Maßnahmen
Quantencomputing Competition und Transferhubs
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Technologische Grundlagen- und Hardwarekompetenz
Partner
- Start-ups (Systemintegratoren)
- Max-Planck-Gesellschaft
- Fraunhofer-Gesellschaft
- Helmholtz-Gemeinschaft
- Leibniz Gemeinschaft
- Hochschulen
- PTB
- KMU (Enabling Technologies)
Mindestens drei Pilotlinien im EU-Fab-Netzwerk etabliert
Beschreibung
Mindestens drei deutsche Beteiligungen bzw. Pilotlinien als Knoten im europäischen „From Lab to Fab"-Netzwerk im Rahmen der JU Chips operativ. Ermöglicht systematischen Transfer von Forschungsergebnissen in skalierbare Fertigung.
Ziele
Quantencomputing auf Spitzenniveau
Im Quantencomputing wollen wir bis zum Jahr 2030 mindestens zwei fehlerkorrigierte Quantencomputer auf europäischem Spitzenniveau realisieren und diese Nutzern zugänglich machen.
Indikatoren
- Anzahl Pilotlinien, die den Betrieb starten (Zielmarke: ≥3)
Maßnahmen
Quantencomputing Competition und Transferhubs
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Partner
- Europäische Kommission
- Halbleiterindustrie
- Fraunhofer-Gesellschaft
Erste logische Qubits in Deutschland produziert
Beschreibung
Demonstration erster logischer Qubits; markiert Übergang zu fehlertoleranten Systemen, wichtiger Meilenstein des Hardware-Wettbewerbs (baut auf QC 1 auf)
Ziele
Quantencomputing auf Spitzenniveau
Im Quantencomputing wollen wir bis zum Jahr 2030 mindestens zwei fehlerkorrigierte Quantencomputer auf europäischem Spitzenniveau realisieren und diese Nutzern zugänglich machen.
Indikatoren
- Peer-reviewed Publikation: Fehlerrate unterhalb des Schwellwerts für effektive Fehlerkorrektur
Maßnahmen
Quantencomputing Competition und Transferhubs
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Technologische Grundlagen- und Hardwarekompetenz
Partner
- Start-ups (Systemintegratoren)
- Max-Planck-Gesellschaft
- Fraunhofer-Gesellschaft
- Helmholtz-Gemeinschaft
- Hochschulen
- KMU (Enabling Technologies)
Mindestens zwei Quantencomputing Start-ups in Scale-up-Phase überführt
Beschreibung
Mindestens zwei Quantencomputing Start-ups in der Scale-up-Phase mit großer Finanzierungsrunde z.B. über europäisches Venture Capital
Ziele
Quantencomputing auf Spitzenniveau
Im Quantencomputing wollen wir bis zum Jahr 2030 mindestens zwei fehlerkorrigierte Quantencomputer auf europäischem Spitzenniveau realisieren und diese Nutzern zugänglich machen.
Indikatoren
- Anzahl Start-ups, die Finanzierungsrunden erfolgreich durchführen konnten (Zielmarke: ≥2)
Maßnahmen
Quantencomputing Competition und Transferhubs
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Stärkung von Transfer und des Innovationsökosystems
Partner
- QC-Start-ups
- Landesinitiativen Quantentechnologien
- Tech Transfer Initiativen
- Venture Capital
Rechenzentren mit Quantencomputern ausgestattet
Beschreibung
Abschluss der Beschaffung von QC-Hardware durch mindestens drei Rechenzentren, um diese darauffolgend Anwendern zur Verfügung zu stellen und gleichzeitig die Start-ups zu befähigen, Umsätze am Markt zu erzielen.
Ziele
Quantencomputing auf Spitzenniveau
Im Quantencomputing wollen wir bis zum Jahr 2030 mindestens zwei fehlerkorrigierte Quantencomputer auf europäischem Spitzenniveau realisieren und diese Nutzern zugänglich machen.
Indikatoren
- Europäischer Anbieter erfüllt die Ausschreibungskriterien
- Betriebsbeginn der QC-Hardware
- Anzahl Unternehmen, die an Use Cases an Innovationszentren arbeiten (Zielmarke: ≥20)
Maßnahmen
Quantencomputing Competition und Transferhubs
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Pilotlinien Chips JU
Partner
- Supercomputing-Zentren
- Quantencomputing-Anbieter
Softwarestack vollständig entwickelt und integriert
Beschreibung
Softwarestack fürs Quantencomputing auf internationalem Spitzenniveau fertiggestellt und in Rechenzentren integriert. Als wichtiger Zwischenschritt sind bereits im Jahr 2028 erste Architekturen für alle Layer des Softwarestacks realisiert und standardisierte Schnittstellen definiert.
Ziele
Quantencomputing auf Spitzenniveau
Im Quantencomputing wollen wir bis zum Jahr 2030 mindestens zwei fehlerkorrigierte Quantencomputer auf europäischem Spitzenniveau realisieren und diese Nutzern zugänglich machen.
Indikatoren
- Erste Software-Funktionalitäten wurden bis 2028 demonstriert
- QC-Hardware steht zur Remote-Nutzung zur Verfügung
Maßnahmen
Quantencomputing Competition und Transferhubs
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Partner
- Supercomputing-Zentren
- Quantensoftware-Unternehmen
- Fraunhofer-Gesellschaft
- Forschungsgruppen
Rechenoperationen mit logischen Qubits ausgeführt
Beschreibung
Fehlerkorrigierte Qubits genutzt, um erste einfache Rechnungen auszuführen; wichtiger Meilenstein des Hardwarewettbewerbs (baut auf QT-QC1 und QT-QC 2 auf)
Ziele
Quantencomputing auf Spitzenniveau
Im Quantencomputing wollen wir bis zum Jahr 2030 mindestens zwei fehlerkorrigierte Quantencomputer auf europäischem Spitzenniveau realisieren und diese Nutzern zugänglich machen.
Indikatoren
- Erfolgreiche Durchführung einer fundamentalen Rechenoperation mit logischen Qubits, die einen exponentiellen Geschwindigkeitsvorteil ermöglichen (insbes. Quanten-Fouriertransformation), Ergebnisse werden in technischen Standards als Best Practice festgehalten.
Maßnahmen
Quantencomputing Competition und Transferhubs
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Partner
- Start-ups (Systemintegratoren)
- Max-Planck-Gesellschaft
- Fraunhofer-Gesellschaft
- Helmholtz-Gemeinschaft
- Hochschulen
- KMU (Enabling Technologies)
Quantenvorteil demonstriert
Beschreibung
Quantenvorteil in mindestens zwei praxisrelevanten Anwendungen in Deutschland demonstrieren; Ergebnisse werden anwendungsorientiert in der europäischen und/oder internationalen Normung verstetigt.
Ziele
Quantencomputing auf Spitzenniveau
Im Quantencomputing wollen wir bis zum Jahr 2030 mindestens zwei fehlerkorrigierte Quantencomputer auf europäischem Spitzenniveau realisieren und diese Nutzern zugänglich machen.
Indikatoren
- Demonstration einer Rechnung, bei dem der wirtschaftliche Nutzen die Betriebskosten des Quantencomputers übersteigt
Maßnahmen
Quantencomputing Competition und Transferhubs
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Normung und Standardisierung in den Quantentechnologien stärken
Partner
- Start-ups (Systemintegratoren)
- Max-Planck-Gesellschaft
- Fraunhofer-Gesellschaft
- Helmholtz-Gemeinschaft
- Hochschulen
- KMU (Enabling Technologies)
- PTB
- Anwenderunternehmen
- Supercomputing-Zentren
- DLR
Quantensensorik in der Anwendung
Wir sorgen dafür, dass bis 2030 mithilfe von Quantensensoren Krankheiten frühzeitiger erkannt werden und erschließen mindestens ein weiteres Anwendungsfeld für die Technologie.
Transferzentren für Quantensensorik etabliert
Beschreibung
Mindestens zwei Transferzentren für die Quantensensorik mit Anbindung an vorhandene Strukturen; Anwendungsfokusse kommen aus den Bereichen Lebenswissenschaften, Umweltmonitoring, Geodäsie, Luft- und Raumfahrt und Industrie.
Ziele
Quantensensorik in der Anwendung
Wir sorgen dafür, dass bis 2030 mithilfe von Quantensensoren Krankheiten frühzeitiger erkannt werden, und erschließen mindestens ein weiteres Anwendungsfeld für die Technologie.
Indikatoren
- Betriebsbeginn
- Anzahl Unternehmen, die an Use Cases in verschiedenen Anwendungsfeldern arbeiten (Zielmarke: ≥20)
- Anteil Unternehmen, die Systemintegratoren der Gesamtlösung für unterschiedliche Anwendungsfälle sind (Zielmarke: ≥25%)
Maßnahmen
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Transferzentren für Quantensensoren und Quantensensorik-Challenge
Partner
- Entwickler- und Anwenderindustrie
- Max-Planck-Gesellschaft
- Fraunhofer-Gesellschaft
- Helmholtz-Gemeinschaft
- Hochschulen
- PTB
- DLR
- Leibniz Gemeinschaft
Quantenvorteil für erste medizinische Anwendungen nachgewiesen
Beschreibung
Quantensystem erfüllt technologische Anforderungen für Früherkennung von Krankheiten oder frühzeitige Behandlungsbewertung.
Ziele
Quantensensorik in der Anwendung
Wir sorgen dafür, dass bis 2030 mithilfe von Quantensensoren Krankheiten frühzeitiger erkannt werden, und erschließen mindestens ein weiteres Anwendungsfeld für die Technologie.
Indikatoren
- Hochsensitive Detektion von Biomarkern zur Tumoridentifikation und -charakterisierung erfolgt
- Hochaufgelöste Bildgebung für molekulare Prozesse erreicht nötige Genauigkeit für eine frühzeitige Behandlungsbewertung
- Hoher Integrationsgrad in klassische diagnostische und therapeutische Workflows nachgewiesen
Maßnahmen
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Transferzentren für Quantensensoren und Quantensensorik-Challenge
Partner
- Entwickler- und Anwenderindustrie
- Max-Planck-Gesellschaft
- Fraunhofer-Gesellschaft
- Helmholtz-Gemeinschaft
- PTB
- Hochschulen
Quantenvorteil für erste Anwendungen in der Geodäsie nachgewiesen
Beschreibung
Quantensensor erfüllt technologische Anforderungen für Anwendungen in Satellitentechnik, Navigation und Umweltmonitoring; höhere Messgenauigkeit ermöglicht insbesondere neue Konzepte in der Navigation; veränderte Umweltbedingungen werden schneller bemerkt.
Ziele
Quantensensorik in der Anwendung
Wir sorgen dafür, dass bis 2030 mithilfe von Quantensensoren Krankheiten frühzeitiger erkannt werden, und erschließen mindestens ein weiteres Anwendungsfeld für die Technologie.
Indikatoren
- Robuste und miniaturisierte Gyroskope für Lageregelung in allen Achsen erreicht
- Abschirmungsfreie Gradiometer für mobile Geoexploration mit erhöhter Usability erreicht
- Gravimeter ermöglicht höhere zeitliche und räumliche Auflösung für großflächige Navigation und Kartierung
- Transportable Uhren ermöglichen Höhenauflösung von 1 cm
Maßnahmen
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Transferzentren für Quantensensoren und Quantensensorik-Challenge
Partner
- Entwickler- und Anwenderindustrie
- Max-Planck-Gesellschaft
- Fraunhofer-Gesellschaft
- Helmholtz-Gemeinschaft
- Hochschulen
- PTB
Quantenvorteil für erste Anwendungen im Sensorikbereich demonstriert
Beschreibung
Mindestens sechs Projekte demonstrieren Quantenvorteil für praxisrelevante Anwendungsfälle.
Ziele
Quantensensorik in der Anwendung
Wir sorgen dafür, dass bis 2030 mithilfe von Quantensensoren Krankheiten frühzeitiger erkannt werden, und erschließen mindestens ein weiteres Anwendungsfeld für die Technologie.
Indikatoren
- Ausgearbeitete Systemlösung ist in relevanter Anwendungsumgebung getestet und evaluiert
- Quantitativer Vergleich zu klassischen Sensorlösungen erfolgt
- Ergebnisse in Standards als Best Practice festgehalten
Maßnahmen
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Transferzentren für Quantensensoren und Quantensensorik-Challenge
Partner
- Entwickler- und Anwenderindustrie
- Max-Planck-Gesellschaft
- Fraunhofer-Gesellschaft
- Helmholtz-Gemeinschaft
- Hochschulen
- PTB
Ausbau der Quantenkommunikation
Wir stärken das Innovationsökosystem und bauen es unter Einbindung der Perspektiven der Endanwenderinnen und Endanwender weiter aus.
Inbetriebnahme des zweiten QUBE-Forschungssatteliten
Beschreibung
Zweiter QUBE-Forschungssatellit zur Quantenkommunikation öffentlichkeitswirksam in Betrieb genommen
Ziele
Ausbau der Quantenkommunikation
Wir stärken das Innovationsökosystem und bauen es unter Einbindung der Perspektiven der Endanwenderinnen und Endanwender weiter aus.
Indikatoren
- Erfolgreiche Inbetriebnahme
- Know-how aus QUBE steht dem Innovationsökosystem der Quantenkommunikation zur Verfügung
Maßnahmen
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Forschung und Technologietransfer für das QK-Innovationsökosystem in Deutschland
Partner
- BMFTR
- QUBE-Initiative
Abschluss der QuNET-Initiative
Beschreibung
QuNET-Initiative – deutscher Forschungsbeitrag für die EuroQCI (europäische Initiative zum Aufbau einer europaweiten Quantenkommunikationsinfrastruktur) – erfolgreich abschließen; Integration des QuNET-Beitrags in das Innovationsökosystem der Quantenkommunikation
Ziele
Ausbau der Quantenkommunikation
Wir stärken das Innovationsökosystem und bauen es unter Einbindung der Perspektiven der Endanwenderinnen und Endanwender weiter aus.
Indikatoren
- Abschlussveranstaltung durchgeführt (erfolgreiche -Technologiedemonstration im Schlüsselexperiment)
- Ausstrahleffekte in europäische Initiative nachgewiesen
Maßnahmen
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Forschung und Technologietransfer für das QK-Innovationsökosystem in Deutschland
Partner
- BMFTR
- QuNET-Konsortium
Innovative Vernetzungsplattform für den QK-Technologietransfer innerhalb Deutschlands gestartet
Beschreibung
Innovative Vernetzungsplattform führt die Community zusammen; Synergien werden gehoben
Ziele
Ausbau der Quantenkommunikation
Wir stärken das Innovationsökosystem und bauen es unter Einbindung der Perspektiven der Endanwenderinnen und Endanwender weiter aus.
Indikatoren
- Community-getriebenes, neues Vernetzungsformat unter Einbeziehung der Endanwender-Perspektiven erfolgreich gestartet
Maßnahmen
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Forschung und Technologietransfer für das QK-Innovationsökosystem in Deutschland
Partner
- BMFTR
Nachwuchsgruppen für die Innovationspipeline unterstützt
Beschreibung
Innovationspipeline gefüllt halten: Unterstützung von Nachwuchsgruppen durch zweite Grand Challenge der Quantenkommunikation (GCQK II)
Ziele
Ausbau der Quantenkommunikation
Wir stärken das Innovationsökosystem und bauen es unter Einbindung der Perspektiven der Endanwenderinnen und Endanwender weiter aus.
Indikatoren
- Erweiterung des Innovationsökosystems für Quantenkommunikation um innovative Nachwuchsgruppenbeiträge im Wettbewerbsformat
Maßnahmen
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Forschung und Technologietransfer für das QK-Innovationsökosystem in Deutschland
Partner
- BMFTR
Schlüsselelemente für langreichweitige terrestrische Quantenkommunikation realisiert
Beschreibung
Erste öffentlichwirksame Technologiedemonstration eines Quantenrepeaters (QR)
Ziele
Ausbau der Quantenkommunikation
Wir stärken das Innovationsökosystem und bauen es unter Einbindung der Perspektiven der Endanwenderinnen und Endanwender weiter aus.
Indikatoren
- Demonstration erfolgreich durchgeführt; QR steht dem Innovationsökosystem der Quantenkommunikation zur Verfügung
Maßnahmen
Forschung und Technologietransfer für das QK-Innovationsökosystem in Deutschland
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Verzahnung des deutschen QK- Innovationsökosystems in Europa und mit internationalen Wertepartnern
Partner
- BMFTR
- QR.N-Konsortium
Quanteninformationsnetze in Deutschland etabliert
Beschreibung
Quanteninformationsnetze werden mit Fokus auf künftige Use-Cases sowie im Schulterschluss mit Partnern in der EU und internationalen Wertepartnern erforscht; Ergebnisse werden in europäische und internationale Standardisierung eingespeist.
Ziele
Ausbau der Quantenkommunikation
Wir stärken das Innovationsökosystem und bauen es unter Einbindung der Perspektiven der Endanwenderinnen und Endanwender weiter aus.
Indikatoren
- Technologiedemonstrationen anhand von Use-Cases für wichtige Ausstrahleffekte vorgestellt
- Zusätzliche europäische bzw. werteorientierte internationale Kooperationen etabliert
Maßnahmen
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Verzahnung des deutschen QK- Innovationsökosystems in Europa und mit internationalen Wertepartnern
Normung und Standardisierung in den Quantentechnologien stärken
Partner
- BMFTR
Stärkung der Fachkräftebasis
Wir intensivieren unsere Maßnahmen für die Aus- und Weiterbildung von Fachkräften und stärken so unsere Fachkräftebasis.
Quanten-Nachwuchsnetzwerk etabliert
Beschreibung
Mindestens 300 Teilnehmende beim Quantum Future-Programm werden Teil des Nachwuchs-Netzwerks, dabei wird eine paritätische Besetzung angestrebt.
Ziele
Stärkung der Fachkräftebasis
Wir intensivieren unsere Maßnahmen in die Aus- und Weiterbildung von Fachkräften und stärken so unsere Fachkräftebasis.
Indikatoren
- Anzahl Teilnehmende an Quantum Future-Programm (Akademie, Award, Alumni-Veranstaltung)
- Frauenanteil (Zielmarke: 40 %)
Maßnahmen
Quantum Future Professionals
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Partner
- BMFTR
Aus- und Weiterbildungskonzepte entlang der Lebensbiografie zukünftiger Fachkräfte geschaffen
Beschreibung
Maßnahmen entlang der Lebensbiografie zukünftiger Quantentechnologie-Fachkräfte geschaffen und darin Bildungskonzepte erarbeitet und realisiert, z. B. für interdisziplinäre Systemingenieurinnen und -ingenieure für Soft- und Hardware
Ziele
Stärkung der Fachkräftebasis
Wir intensivieren unsere Maßnahmen in die Aus- und Weiterbildung von Fachkräften und stärken so unsere Fachkräftebasis.
Indikatoren
- Bildungskonzepte sind fertig entwickelt und reale Umsetzung wurde gestartet
Maßnahmen
Quantum Future Professionals
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Partner
- Netzwerk- und Bildungseinrichtungen
Neue Lehrstühle für Nachwuchswissenschaftler und zur Stärkung der Fachkräftebasis geschaffen
Beschreibung
25 neue Lehrstühle für Quantentechnologien an deutschen Universitäten, um Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler zu unterstützen; Deutscher Forschungslehrstuhl (DAAD, AvH) am African Institute for Mathematical Sciences (AIMS), Kapstadt, in Kooperation mit Dahlem Center for Complex Quantum Systems aufgebaut
Ziele
Stärkung der Fachkräftebasis
Wir intensivieren unsere Maßnahmen in die Aus- und Weiterbildung von Fachkräften und stärken so unsere Fachkräftebasis.
Indikatoren
- Anzahl geschaffener Lehrstühle
Maßnahmen
Verzahnung der HTAD mit dem Quantum Act auf Basis eines zuvor vom BMFTR erstellten Positionspapier
Partner
- Hochschulen
- Landesministerien
- BMFTR
© BMFTR