Lokale Quantenkommunikationsnetze haben das Potential die Sicherheit digitaler Systeme erheblich zu steigern und zugleich das Anwendungsfeld für Quantentechnologien zu erweitern. Da das Feld aber noch am Anfang der Technologieentwicklung steht, bedarf es noch erheblicher Forschungsanstrengungen um Anwendungen zu erschließen. Um die Forschung dahingehend zu stimulieren und zu beschleunigen, beabsichtigt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) daher die anwendungsorientierte Erforschung und Entwicklung von Technologien zum Aufbau lokaler Quantenkommunikationsnetze, sowie von Komponenten, die zur Vernetzung von Quantenelementen in einem Q-LAN eingesetzt werden können.
Nachfolgend ein Auszug aus der Bekanntmachung:
Förderziel und Zuwendungszweck
Ziel der Förderung ist, dass neue innovative Quantenkommunikationskomponenten zur Vernetzung in einem Q-LAN entwickelt und bestehende Ansätze verbessert werden. Mit der Bekanntmachung wird außerdem beabsichtigt, langfristig die Voraussetzungen für die Entwicklung marktreifer Quantenkommunikationskomponenten durch die deutsche Industrie zu schaffen. Hierzu soll die Förderung die Zusammenarbeit von Unternehmen und Forschungseinrichtungen im universitären und außeruniversitären Bereich intensivieren und im Speziellen die Partizipation kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) an aktuellen wissenschaftlichen Ergebnissen unterstützen.
Zweck der Zuwendung ist es, innerhalb einer dem Projekt angemessenen Projektlaufzeit von typischerweise drei Jahren, Konzepte für die lokale Vernetzung von Quantenelementen in einem experimentellen Aufbau zu demonstrieren oder zu validieren. Dabei ist eine geeignete Übertragungstechnologie zur technischen Realisierung auszuwählen. Durch die Zusammenarbeit von Unternehmen und Forschungseinrichtungen soll dabei das bereits vorhandene Know-how aus Deutschlands hervorragend aufgestellter Grundlagenforschung auf Umsetzungspartner aus der Wirtschaft transferiert und in die Anwendung gebracht werden. Die Förderung leistet damit auch einen wichtigen Beitrag zur technologischen Souveränität Deutschlands im Bereich der IT-Sicherheit.
Gegenstand der Förderung
Derzeit leisten Quantenkommunikationsnetze eine Übertragung von Quantenschlüsseln auf Strecken von weniger als etwa 100 km. Forschungsbedarfe bestehen jedoch bei der Vernetzung von Quantenelementen auf kurzen Strecken, wie beispielsweise in Gebäuden, in Campusnetzen oder Metropolregionen. Zur Realisierung solcher universellen Verbindungen können und müssen teilweise andere Technologien für Komponenten, Übertragungskanäle und Übertragungsprotokolle eingesetzt werden als bei der Quantenschlüsselverteilung über größere Distanzen. Die dabei auftretenden Fehlerquellen unterscheiden sich in ihrer Signifikanz von denen in Weitverkehrsnetzen. Die Korrektur solcher Übertragungsfehler auf kurzen Strecken ist essentiell für den Aufbau künftiger vielseitiger Quantennetze.
Gegenstand der Förderung bilden daher Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu den grundlegenden Komponenten und Übertragungstechnologien sowie zur Architektur sicherer und effizienter lokaler Quantennetze, von der Überbrückung weniger Meter bis hin zu einem Campusnetz. Forschungsfragen ergeben sich beispielsweise in den Bereichen:
- experimentelle Realisierungsmöglichkeiten für Q-LANs mit verschiedenen Plattformen (idealerweise mit Demonstrator)
- Entwicklung von Netzwerkprotokollen für eine sichere und effiziente Vernetzung von Quantenelementen in einem Q-LAN
- Erforschung von Verfahren zur Fehlerkorrektur und zur Fehlerreduktion für die Übertragung von Quanteninformation auf verschiedenen Kanälen über kurze Distanzen
- Untersuchungen zu physikalischen Limitierungen bei der Vernetzung allgemeiner Quantenelemente über kurze Distanzen und technologische Möglichkeiten, wie diese ausgereizt werden können
Weitere Informationen finden Sie in der Bekanntmachung.
Das Antragsverfahren ist zweistufig angelegt.
Frist: Einreichung der Projektskizzen in elektronischer Form bis spätestens 25. Juni 2021.
