|BMWi-Fördermaßnahme〉 Quanten-Computing–Anwendungen für die Wirtschaft: Plattformen, Werkzeuge und Methoden für die Erschließung und Integration von Anwendungen des Quanten-Computing

Die Bundesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, die Anwendung von Quantentechnologien und insbesondere von Quanten-Computing (QC) zu fördern. Dazu haben das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), das Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat (BMI) sowie das Bundesministerium der Verteidigung (BMVg) eine ganzheitliche Strategie zur Entwicklung der Quantentechnologien erarbeitet: das Rahmenprogramm „Quantentechnologien – von den Grundlagen zum Markt“. So sollen wegweisende Projekte insbesondere die Anwendungspotenziale des Quanten-Computings für die Öffentlichkeit und die Wirtschaft verdeutlichen und zur Nutzbarmachung beitragen. Deutschland soll im Bereich des Quanten-Computings wirtschaftlich und technologisch an der Weltspitze konkurrenzfähig sein.

Nachfolgend ein Auszug aus der Bekanntmachung:

Ausgangslage und Motivation

Quanten-Computing soll es ermöglichen, Berechnungen und Simulationen für Systeme durchzuführen, die selbst mit Hochleistungs-Computern klassischer Bauart auf Grund der Komplexität der Problemstellung nicht bzw. nicht in akzeptabler Zeit durchführbar sind. Quantenrechner bieten daher zukunftsweisende Potenziale für weitreichende Effizienzsteigerungen in zahlreichen Anwendungsbereichen von der Optimierung von Verkehrsflüssen oder Produktionsabläufen bis hin zu Modellrechnungen in der Klimaforschung.

QC ist somit ein wichtiger Baustein für die nächste Entwicklungsstufe der Digitalisierung. Neben den Fortschritten in der Konstruktion von skalierbaren Quantenrechnern geht es in der praktischen, wirtschaftlichen Anwendung vor allem um die Schaffung von QC-Software für entsprechende Problemlösungen. Da der Betrieb von Quantenrechnern zunächst spezialisierten Unternehmen und Einrichtungen vorbehalten sein wird, ist für Anwender der Zugang zu solchen Systemen unter wirtschaftlich tragfähigen Bedingungen und Wahrung von Souveränität über Anwendungen und Daten wichtig. Hinzu kommt einerseits der Aufbau erforderlicher Kompetenzen und die Generierung von Wissen in Unternehmen, um die Potenziale des QC nutzen zu können. Und andererseits die Entwicklung von Werkzeugen und Engineering-Methoden, um die breitere Nutzbarmachung von QC zu erleichtern.

Als wichtige Anlaufstelle in Deutschland und drüber hinaus hat sich das seit 2020 durch das BMWi geförderte Verbundprojekt PlanQK „Plattform und Ökosystem für Quantenunterstützte Künstliche Intelligenz“ etabliert, dessen Schwerpunkt bei Quanten-Software für die Wirtschaft liegt. Diese offene FuE-Plattform bietet Spezialisten, Entwicklern sowie Nutzern (Anwendern, Dienstleistern und Beratern) eine Basis für den Aufbau einer Community für quantenunterstützte Künstliche Intelligenz (QKI). Zugleich soll es potenziellen Anwendern zukünftig möglich sein, auf einen „Quanten-App-Store“ mit Best Practice-Beispielen zugreifen zu können. Entwickler sollen auf dieser Plattform eigene Konzepte für die Nutzung von QC und den Zugang zu QC anbieten können. An diese Entwicklungen im Bereich QC will das BMWi mit der vorliegenden Fördermaßnahme anknüpfen.

So stellt diese Fördermaßnahme einen weiteren wichtigen Baustein zum Aufbau souveräner Strukturen in Deutschland und Europa im Bereich des Quanten-Computing dar, um den Zugang zu QC-Software und QC-Rechenleistung für die mittelständische Wirtschaft zu gewährleisten und entsprechende Kompetenzen aufzubauen. Damit soll ein souveräner Zugang zu Quantentechnologien sichergestellt werden.

Gegenstand der Förderung

Ziel des Förderaufrufs ist die Entwicklung von Plattformen, Werkzeugen und Methoden für die wirtschaftliche Erschließung und Integration von Anwendungen des QC. Mit dieser Fördermaßnahme soll die Schaffung eines gesamtheitlichen Ökosystems unterstützt werden. Dazu ist die Entwicklung von Strategien, Methoden und von Quanten-Software zur Umsetzung von vorwettbewerblichen, anwendungsorientierten Lösungen erforderlich. Diese Lösungen sollen eine effiziente und anwendungsorientierte Adaption und Integration von Software in die Technologie-Ebenen des QC auf Basis vorhandener Quanten-Hardware ermöglichen.

In Deutschland werden neben der Grundlagenforschung Quantencomputer bereits für spezifische, ingenieurtechnische Anwendungen genutzt. Um die Vorteile von Quantencomputern einem größeren Anwenderkreis in unterschiedlichen Branchen zugänglich zu machen, sollen insbesondere Entwicklungen in folgenden Technologiefeldern vorangetrieben werden:

  • (Weiter-)Entwicklung von „generischen“ Entwicklungswerkzeugen (Software Development Kits) und -umgebungen (Quanten-Software-Engineering)
  • Schaffung von nutzerfreundlichen, ingenieurstechnischen Anwendungen wie z. B. Simulationen oder Optimierungen für spezifische Anwendungsfälle
  • Entwicklung von Software-Lösungen für die Integration von konventionellen Computern und QC-Systemen (Hybride Quanten-Software)
  • Gestaltung von Strategien und Methoden zur strukturierten Analyse von anwendungsseitigen Problemen hinsichtlich der zielgerichteten Anwendung und Entwicklung von QC-Lösungen
  • Entwicklung und Erprobung von Methoden für die effiziente und effektive Anpassung und Koordination von simultanen Soft- und Hardware-Entwicklungen (Co-Design)

Gefördert werden Projekte, die mindestens zwei der o. g. Technologiefelder adressieren sollten. Alternativ können auch weitere Technologiefelder eingebracht werden, soweit diese zur Erreichung o. g. Zielstellungen korrespondieren und dies nachvollziehbar begründet werden kann.

Weitere Informationen finden Sie in der Bekanntmachung.

Frist: Einreichung der Projektskizzen in elektronischer Form bis spätestens 30. Juni 2021.

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