Leuchtturmprojekte Quantenmesstechnik
Mit der Fördermaßnahme „Leuchtturmprojekte der quantenbasierten Messtechnik zur Bewältigung gesellschaftlicher Herausforderungen“ fördert das BMBF komplexe Verbundprojekte und Demonstrationsvorhaben in den Themenfeldern Quantensensorik, Quantenmetrologie und Quantenbildgebung, die bedeutende gesellschaftliche Bedarfe adressieren.
Die neuen Herausforderungen und Anwendungen erfordern interdisziplinäre Kooperationen in der Wissenschaft und jenseits etablierter Geschäftsmodelle und Wertschöpfungsketten. Demnach sollen sich die Kompetenzen der Teilnehmenden solcher Projekte komplementär ergänzen. Im Rahmen dieser Maßnahme starten zwei neue Projekte:
QSPEC entwickelt Quantenfrequenzkamminterferometer (QKI), mit denen Inhaltsstoffe in Lebensmitteln mindestens 50‐mal sensitiver nachgewiesen werden können als herkömmlich möglich. Das neue Verfahren eröffnet der optischen Spektroskopie völlig neue Möglichkeiten bei der Analyse von Lebensmitteln und deren Inhaltsstoffen und liefert der Lebensmitteltechnik die technologische Grundlage für eine völlig neue Generation von Analysewerkzeugen.
QYRO entwickelt einen weltraumtauglichen und hochgenauen Drehratensensor, der auf dem Quanteneffekt der Kernspinresonanz basiert.
Durch Einsatz einer neuartigen Lasertechnologie und eine konsequente Miniaturisierungsstrategie aller Komponenten soll das Konzept des NMR-Gyroskops zu einem Demonstrator weiterentwickelt werden, mit dessen Hilfe die Satellitenausrichtung präzise geregelt werden kann.
Wissenschaftliche Vorprojekte
Zur Bewertung von Ergebnissen der Grundlagenforschung bezüglich ihres Marktpotenzials sind wissenschaftlich-technische Vorarbeiten notwendig. Mit der Maßnahme „Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro): Photonik und Quantentechnologien“ fördert das BMBF Vorprojekte mit dem Ziel, wissenschaftliche Fragestellungen im Hinblick auf zukünftige industrielle Anwendungen in der Photonik und Quantentechnologie zu untersuchen. Sie sollen die bestehende Forschungsförderung ergänzen und eine Brücke zwischen Grundlagenforschung und industriegeführter Verbundförderung schlagen. Hier starten zwei Projekte:
Um die Entwicklung kryogener Systeme für das Quantencomputing voranzutreiben, verspricht die Implementierung von Photonic‐Integrated‐Circuits (PIC)‐basierten Modulen schnelle Experimentierergebnisse und kompakte Lösungen. Hierzu müssen die PIC mit hoher optischer Koppeleffizienz und unter kryogenen Bedingungen zuverlässig mit optischen Fasern verbunden werden.
QWeld erforscht eine neuartige, lasergestützte Verbindungstechnik für eine zuverlässige Faser‐PIC‐Kopplung, die bei niedrigen Temperaturen bis 4K funktioniert.
LINOBUS entwickelt Materialien für die Erzeugung neuer kompakter und preiswerter Strahlquellen für vielfältige Anwendungen in der Photonik und den Quantentechnologien.
Rippenwellenleiter werden durch ein neuartiges Verfahren erzeugt und durch das Einbringen von bestimmten Atomarten unempfindlicher gegen hohe Lichtleistungen gemacht. Zur besonders effizienten Lichtumwandlung werden massentauglicheVerfahren für die Erzeugung periodisch gepolter Kristalle entwickelt.
QuantERA 2021
Mit der Fördermaßnahme „QuantERA – ERA-NET Cofund in Quantum Technologies“ (QuantERA Call 2021)“ unterstützt das BMBF transnationale Verbundvorhaben, die bekannte Quanteneffekte und etablierte Konzepte aus der Quantenwissenschaft in technologische Anwendungen übersetzen. Sie sollen dazu beitragen, innovative Produkte und Verfahren zu entwickeln oder neue Anwendungen und Anwendungsfelder für quantentechnologische Lösungen zu erschließen und sich dabei an konkreten Anwendungsfällen und am spezifischen Bedarf der künftigen Nutzenden ausrichten.
Das Projekt ARTEMIS, das im Rahmen dieser Maßnahme startet, entwickelt einen Ansatz für die Kontrolle von Quantensystemen, der auf neuronalen Netzen basiert.
Es wird ein Quanten-Controller realisiert, der neuronale Netze enthält, die in der Lage sind, Kontrollparameter auf der Grundlage von Messergebnissen in Echtzeit zu regeln. So können Genauigkeit und Leistung von Quantenprozessoren verbessert werden.
Der Controller wird für verschiedene praxistaugliche Anwendungen ausgestaltet und in die Vermarktung überführt.
Quantum Futur 2
Der Nachwuchswettbewerb „Quantum Futur – Runde 2“ bietet jungen Akademikerinnen und Akademikern die Start- und Rahmenbedingungen, um den Übergang von Erkenntnissen der Grundlagenforschung in neuartige Anwendungen in der Industrie zu stimulieren. Mit dem Ziel, nachhaltige Forschungsstrukturen zu schaffen, sollen unabhängige Nachwuchsgruppen aufgebaut und neue interdisziplinäre Forschungsansätze in den Quantentechnologien aufgegriffen werden.
In dieser Maßnahme startet das Projekt GeBaseQ, das auf Grundlage von Silizium‐Germanium‐Quantentöpfen eine neuartige, halbleitende Materialplattform für Quantentechnologien entwickelt.
Aus dem Germaniummaterial werden nano‐elektronische Bauelemente hergestellt, deren Entwicklung sich an der einfachen Anpassung und Integration in die üblichen Herstellungsprozesse ausrichtet. Die neuen Erkenntnisse der Physik und der Materialeigenschaften von Germaniumplattformen werden auf die industriekompatible Herstellung von Qubits übertragen.
Initiativprojekt
Neben der Förderung kooperativer, vorwettbewerblicher Projekte zum Aufbau eines Demonstrations-Quantencomputers zielt die Maßnahme „Quantencomputer-Demonstrationsaufbauten“ darauf ab ein wettbewerbsfähiges Quantencomputer-System in Deutschland aufzubauen und zu betreiben.
Das Projekt Quantum Ecosystem Deutschland (QED) startet zur wissenschaftlichen Begleitung dieser Maßnahme und nimmt eine tiefere Analyse der innovations‐ und sozio‐ökonomischen Herausforderungen vor, die für den Aufbau eines solchen Ökosystems zu bewältigen sind. Forschungseinrichtungen, Unternehmen und Politik werden dabei unterstützt, Innovations‐ und Wertschöpfungsnetzwerke zu entwickeln und neue Technologie‐ und Wissensmärkte zu erschließen.
Alle weiteren gefördeten Projekte des Programms Quantentechnologien – von den Grundlagen zum Markt finden Sie in unserer Projektübersicht.