Quantenmaterialien
Die Verbesserung bekannter Materialklassen und die Erforschung neuer Materialien und Prozesse für Quantensysteme sind ein Beitrag zur Stärkung der technologischen Souveränität Deutschlands und Europas. Das BMBF unterstützt mit der Maßnahme „Innovative Materialien und Prozesse für Quantensysteme“ sowohl Projekte, die innovative Materialien und Prozesstechnologien für konkrete Anwendungen in der Photonik und den Quantentechnologien (weiter-) entwickeln als auch solche, die gänzlich neuartige Materialien und Prozesse für quantentechnologische Anwendungen erforschen. Im Oktober starten hier fünf neue Projekte:
DIAQUAM erforscht Methoden zur skalierbaren Herstellung funktionalisierter Diamant-Quantenbauteile, führt diese zusammen und stimmt die einzelnen Prozessschritte optimal aufeinander ab.
Der ganzheitliche Fabrikationsansatz dient der optimierten Herstellung und ermöglicht langfristig den Aufbau einer verlässlichen Lieferkette für Diamant Quantenbauteile.
Durch seinen innovativen Ansatz liefert das Projekt zudem neue Erkenntnisse in den Bereichen kontrolliertes Diamantwachstum, Farbzentren‐Erzeugung sowie Funktionalisierung der Diamantoberfläche.
MagSQuant liefert eine auf magnonischen und supraleitenden Schaltkreisen basierende Materialbasis für verlustarme, miniaturisierte und integrierfähige Komponenten. Hierzu werden oxidische Substratkristalle, reineres zonengeschmolzenes Silizium, verbesserte Epitaxieschichten und neuartige Bauelemente entwickelt.
Ziel ist, die hybride Integration von miniaturisierten magnonischen Mikrowellenkomponenten mit supraleitenden Schaltkreisen zu ermöglichen. So werden Qubit‐Systeme in entsprechenden Anforderungen zur Skalierung und industriellen Nutzung für leistungsfähige Quantencomputer gestärkt.
NEPOMUQ erforscht und entwickelt neuartige NLO‐Perowskite (NLO‐PWKs). Sie bilden die Basis für die Realisierung integrierter Mach‐Zehnder‐Interferometer (MZIs) und elektrisch schaltbarer Gitterkoppler. Die vorteilhafte Prozessierbarkeit, sowie die technologische Kompatibilität der NLO‐PWKs mit gängigen Plattformen der Quantentechnologie, ermöglichen die Integration in photonische Systeme und schaffen somit neue Perspektiven für Ionenfallen‐Quantencomputer.
NANO-INC erforscht Materialien, die sich in bestehende photonische Plattformen integrieren lassen. Diese kann mit modernen Microchips nahtlos verbunden werden, wodurch sich Eingangshürden zu neuen Technologien überwinden lassen. Der Ansatz reicht von der Materialsynthese am bis hin zum (Quanten‐)photonischen Bauteil. So werden photonische Schaltungen um nichtlineare Materialien erweitert und damit die technologische Souveränität für photonische Quantentechnologien mit einer Herstellung auf skalierbaren Substraten sichergestellt.
Photonische Schaltungen bieten sich an, um äußerst leistungsfähige Quantencomputer und inhärent sichere Quantennetzwerke zu integrieren. MexSiQuo verfolgt einen Ansatz, der optisch nichtlineare und aktive Funktionen in die etablierte CMOS‐kompatible Siliziumnitridplattform (SiN) integriert. So kann eine kostengünstige Klasse von Bauelementen mit neuartigen (quanten‐) photonischen Funktionen realisiert werden.
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 erforsch und realisiert das Projekt UltraLOQ Verfahren zur Überwindung der Beugungsgrenze optischer Anregungen. Angestrebt wird die räumlich ultra‐präzise Adressierung eines optischen Quantenspeichers mit einer theoretisch unbegrenzten Ortsauflösung. Zur effizienten und robusten Manipulation von Quantensystemen mit Laserlicht werden Techniken der kohärenten Licht‐Materie‐Wechselwirkung eingesetzt. Sie bieten breite Anwendungsperspektiven in Quantentechnologien und Photonik.
Nachhaltigkeit
Die Maßnahme „Quantentechnologische und photonische Systemlösungen für Herausforderungen des Umwelt- und Klimaschutzes, der Biodiversität, der nachhaltigen Energiesysteme und der Ressourcenschonung“ unterstützt sowohl Projekte, die quantentechnologische und photonische Systemlösungen für besonders drängende ökologische Herausforderungen bei der Transformation in Richtung Nachhaltigkeit erforschen und entwickeln als auch solche zur Zusammenarbeit und Vernetzung zwischen Akteuren aus Wirtschaft und Wissenschaft in den Bereichen Photonik, Quantentechnologie und Nachhaltigkeit.
Hier startet das Projekt X@Line. Es entwickelt Verfahren und Geräte, die wichtige Materialanteile direkt vor Ort im Batterierecycling messen können. Im Projekt werden die nötigen Komponenten gebaut und das Analysesystem im realen Recyclingprozess erprobt. Durch die Kombination von zwei Röntgenanalyse-Methoden zu einem neuen Messverfahren wird es zum ersten Mal möglich, die Anteile der verschiedenen Materialien während des Recyclingprozesses zu messen.
Alle weiteren gefördeten Projekte finden Sie in unserer Projektübersicht.