Quantentechnologien: erstmals Transparenz bei Lehrangebot

Die Untersuchung wurde im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Sommer/Herbst 2018 durchgeführt. Ziel war es, den Status Quo des Lehrangebots im Bereich der Quantentechnologien an deutschen Hochschulen, Fachhochschulen und hochschulnahen Forschungseinrichtungen zu ermitteln. Auf dieser Grundlage ist es erstmals möglich, Bildungsangebot und -nachfrage in diesem Bereich enger aufeinander abzustimmen – und besser in Innovationsprozesse einzubeziehen.

Im Fokus der Studie stehen die Quantentechnologien der zweiten Generation: Hierbei geht es darum, Quantenzustände und -effekte gezielt zu präparieren, zu kontrollieren und für neue Anwendungen zu nutzen. Quantentechnologien können z. B. neue Wege der Informationsübertragung und -verschlüsselung eröffnen oder präzisere Mess- und Abbildungsverfahren ermöglichen.

Um das wirtschaftliche und gesellschaftliche Potenzial dieser Technologien langfristig ausschöpfen zu können, ist die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses von großer Wichtigkeit. Die Ende Dezember 2018 abgeschlossene Studie zur Erhebung des Hochschulangebotes mit Bezug zu Quantentechnologien belegt: Quantentechnologien sind ein aktuelles Forschungs- und Lehrgebiet an Deutschlands Hochschulen und Universitäten.

Während des Sommersemesters 2018 bzw. des Wintersemesters 2018/2019 wurden insgesamt 284 Lehrveranstaltungen an 41 Forschungseinrichtungen (Hochschulen, Universitäten) identifiziert. Allerdings ist das Bildungsangebot sehr ungleichmäßig verteilt. Bayern, Baden-Württemberg und Nordrhein-Westfalen heben sich als Leuchttürme hervor: In diesen drei Bundesländern befinden sich 54 % aller deutschen Forschungseinrichtungen, die in der Lehre zu Quantentechnologien aktiv sind. 65 % aller angebotenen Lehrveranstaltungen zu Quantentechnologien finden dort statt. Demgegenüber stehen mehrere Bundesländer, in denen sehr wenige oder keine Lehrveranstaltungen zu diesem Thema angeboten werden.

Die Studie macht auch deutlich: Bei Quantentechnologien gehen Forschung und Lehre Hand in Hand. Die Lehrangebote sind überwiegend im Umfeld der Träger- und Forschungsorganisationen – wie Max-Planck-Instituten, Leibniz-Gemeinschaft oder Fraunhofer-Gesellschaften – zu finden, die über quantentechnologische Forschungsschwerpunkte und -gruppen verfügen.

Mit 95 % aller angebotenen Veranstaltungen findet die Lehre zu Quantentechnologien fast ausschließlich an Universitäten statt. 81 % aller Lehrveranstaltungen mit Bezug zu Quantentechnologien werden im Studienfach Physik angeboten. Diese Ergebnisse spiegeln die Tatsache wider, dass sich Quantentechnologien noch in einem Frühstadium der Technologieentwicklung befinden und konkrete Anwendungen – und somit der Praxisbezug – erst entwickelt werden müssen. So stammen lediglich 7 % aller Lehrveranstaltungen mit Bezug zu Quantentechnologien aus dem ingenieurwissenschaftlichen Bereich. Zudem ist die Lehre noch sehr akademisch geprägt: 78 % der Lehrveranstaltungen werden als Vorlesungen angeboten.

Laut der Studie befindet sich das Lehrangebot zu Quantentechnologien im Aufwärtstrend. So wurde mehrfach zurückgemeldet, dass einschlägige Veranstaltungen zwar vorbereitet, im Wintersemester 2018/2019 aber noch nicht angeboten würden.

Die meist adressierten Technologiefelder von Lehrveranstaltungen sind Quantenkommunikation und -computing mit einem Anteil von 40 %, gefolgt von Quantensensorik (16 %) und Quantenmetrologie (14 %). Die Bereiche „Lichtquellen, Detektoren, optische Sensoren“ (32 %), „Materialien, Werkstofftechnik“ (25 %) und „Faseroptik, integrierte optische Systeme“ (24 %) sind die am häufigsten genannten „Anwendungsfelder“ für die in den Lehrveranstaltungen besprochenen Quantentechnologien. Lehrveranstaltungen, die auf Anwendungen in den Bereichen „Produktionstechnik, Fertigungstechnik“ sowie „Quantentheorie, Atomare Quantensysteme oder Programmierung von Quantenrechnern“, sind deutlich seltener.

Die Studie bietet einen detaillierten Überblick über Einrichtungen und Lehrende (inkl. Kontaktdaten), Lehrinhalte, Lehr- und Forschungsschwerpunkte sowie zahlreiche statistische Auswertungen, u. a. bezüglich der Verteilung Lehrender und Lehrveranstaltungen nach Bundesländern, Art der Einrichtung, Studienfeldern, Zielgruppen und Veranstaltungsart. Die Daten wurden mithilfe eines iterativen Verfahrens bestehend aus Online-Recherchen, Datenbankauswertungen sowie Online- und Telefonbefragung erhoben.

Zur Forschung im Bereich der Quantentechnologien in Deutschland