Anwendungsorientierte Quanteninformatik

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) beabsichtigt, anwendungsorientierte Quanteninformatik auf der Grundlage des Programms „Forschungsprogramms Quantensysteme – Spitzentechnologie entwickeln. Zukunft gestalten.“ zu fördern.

Förderziel und Zuwendungszweck

Das Quantencomputing hat das Potenzial, Berechnungen und Simulationen auszuführen, die von klassischen Rechnern aufgrund von Skalierungseffekten auch in Zukunft nicht gelöst werden können. Bei der Simulation von Molekülen, der Optimierung logistischer Systeme und der Klassifizierung mittels Methoden des Maschinellen Lernens sind klassische Computer zwar in der Lage, kleinere Modellsysteme zu lösen, jedoch wächst die Rechenzeit exponentiell mit der Systemgröße, weshalb auch auf lange Sicht reale und damit komplexere Probleme nicht gelöst werden können.

Der exponentielle Vorteil von Quantencomputern ist für einzelne der oben genannten Fragestellungen informationstheoretisch bewiesen. Dafür werden jedoch ideale Quantencomputer mit einer großen Zahl an fehlerfreien, vollständig verschränkbaren Qubits benötigt, welche auch absehbar nicht zur Verfügung stehen. Kurz- und mittelfristig verfügbare "noisy intermediate-scale quantum computer" (NISQ) müssen allerdings erst zeigen, bei welchen praxisrelevanten Problemen ("Use Cases") sie einen Vorteil liefern können. Um das Potenzial für Wirtschaft und Gesellschaft zu erschließen, bedarf es der Operationalisierung vielfältiger Probleme durch die Anwender ebenso wie der Realisierung der entsprechenden Quantenalgorithmen und -software. Im Sinne eines ganzheitlichen Ökosystems sollen insbesondere Anwender verschiedener Disziplinen eingebunden werden, um somit den größtmöglichen Nutzen aus dem Quantencomputing zu ziehen.

Die Fördermaßnahme "Anwendungsorientierte Quanteninformatik" verfolgt das Ziel, den Nachweis praktischer Anwendervorteile durch die Nutzung eines Quantencomputers zu erbringen oder zumindest die Grundlagen hierfür zu erschließen und die benötigten Ressourcen abzuschätzen. Dabei sollen neue Akteure für die Anwendung des Quantencomputing gewonnen werden und etablierte Institutionen ihre Aktivitäten fortführen und ausbauen. In diesem Rahmen sollen Anwender aus Industrie und Grundlagenforschung in die Lage versetzt werden, die Potenziale des Quantencomputers für den Einsatz im jeweilig betrachteten Themenfeld zu beurteilen.

Im Rahmen dieser Richtlinie werden Forschungsarbeiten unterstützt, bei denen Partner mit komplementären Kompetenzen beispielsweise in den Bereichen Quantenalgorithmen sowie der adressierten Anwendung zusammenarbeiten, um im Rahmen des Projekts das Potential vom Quantencomputing für den konkreten Anwendungsfall bewerten zu können.

Bitte beachten Sie: Dies ist nur ein Auszug aus der Bekanntmachung. Die rechtlich geltende Bekanntmachung finden Sie im amtlichen Teil des Bundesanzeigers.