Der Quantencomputer wird als eine bahnbrechende Technik angesehen, die das Potenzial hat, Probleme zu lösen, die herkömmlichen Systemen der Informationsverarbeitung praktisch nicht zugänglich sind. Dieser Vorteil ist im Vergleich zu allen etablierten IT-Systemen jedoch mit einem komplett neuen physikalischen Funktionsprinzip verbunden, das auf technischer Ebene eine Vielzahl vollkommen neuer und äußerst komplexer Systeme erfordert. Entsprechend ist die Realisierung eines Quantencomputers, der für Anwender1 relevante praktische Probleme zu lösen im Stande ist, bislang nicht möglich. Existierende und kurzfristig umsetzbare Systeme demonstrieren allein die funktionalen Grundprinzipien der Quanteninformationsverarbeitung. Ein konkreter Systementwurf, der eine geradlinige Skalierung zu praxistauglichen Größen erlauben würde, existiert bislang nicht. Vielmehr sind nach wie vor eine Anzahl unterschiedlicher physikalischer Implementationen eines Quantenprozessors Gegenstand der Forschung, die jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile aufweisen, von denen jedoch keine eine direkte Skalierung zu praxistauglichen Größen erlaubt.
Förderziel und Zuwendungszweck
Die Kenntnis aller relevanten Eigenschaften konkreter Quantencomputer-Aufbauten soll so weit vertieft werden, dass präzise Angaben im Sinne vollständiger Konstruktionspläne für einen Quantencomputer möglich werden, der die Schwelle zum Quantenvorteil für praxisrelevante Anwendungen sicher erreicht. Das ermittelte Systemdesign soll dann als Grundlage für eine Roadmap zur technischen Umsetzung dienen können und eine detaillierte und skalierbare Entwicklungslinie aufzeigen, die insbesondere auch die Peripherie des Prozessors vollständig umfasst. Dies schließt nicht aus, dass im Zuge der durchzuführenden Entwicklung auch grundlegende Probleme gelöst werden müssen.
Unmittelbar diesem Ziel zugeordnet ist das Bestreben, Forschungskooperationen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft entlang der unterschiedlichen Fragestellungen aus dem Bereich des anwendungsorientierten Quantencomputings zu unterstützen, gerade auch zur Definition entsprechend relevanter Benchmarks, um so mittel- und langfristig einen wirksamen Transfer von Forschungsergebnissen in innovative Dienstleistungen und Produkte zu erreichen. Dieser Technologietransfer soll dazu beitragen, die Innovationskraft der Quantentechnologien in Deutschland im internationalen Wettbewerb zu erhalten und die Anwendungspotenziale von Quantencomputern für Wirtschaft und Gesellschaft zu erschließen.
Gefördert werden vorwettbewerbliche Verbundprojekte, die zu wesentlich verbesserten, technischen Systemlösungen führen oder dafür die notwendigen wissenschaftlichen und technischen Voraussetzungen liefern. Kennzeichen der Projekte sollen dabei ein hohes Risiko und eine besondere Komplexität der Forschungsaufgabe sein. Für eine Lösung ist in der Regel inter- und multidisziplinäres Vorgehen und eine enge Zusammenarbeit unterschiedlicher Unternehmen und Forschungseinrichtungen sowie künftiger Anwender dieser Systeme erforderlich. Im Zentrum stehen ganzheitliche Ansätze, die alle Glieder dieser Kette sowie deren Zusammenspiel betrachten.
Gegenstand der Förderung
Im Mittelpunkt der Arbeiten soll die Erarbeitung eines wesentlich vertieften Systemverständnisses des Quantencomputers stehen, von dem ausgehend dann detaillierte und belastbare Aussagen zu mittelfristig erreichbaren Systemgrößen (Prozessor und Peripherie), deren technische Spezifikationen und die vom jeweiligen System effizient bearbeitbaren Quantenalgorithmen möglich werden. Der abstrakte Raum der Quanteninformationstheorie muss mit den tatsächlichen Eigenschaften und Einschränkungen realer technischer Aufbauten zu Deckung gebracht werden.
Weitere Informationen finden Sie in der Bekanntmachung.
Das Antragsverfahren ist zweistufig angelegt.
FRIST: In der ersten Verfahrensstufe sind dem beauftragten Projektträger bis spätestens 31. Januar 2024 zunächst Projektskizzen in elektronischer Form vorzulegen.
