Vom 23. Februar 2021

1 Förderziel, Zuwendungszweck, Rechtsgrundlage

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) beabsichtigt, das Themenfeld „Quantencomputer-Demonstrationsaufbauten“ auf der Grundlage des Programms „Quantentechnologien – von den Grundlagen zum Markt“ (www.quantentechnologien.de) zu fördern. Das BMBF leistet damit einen Beitrag zur Umsetzung der Hightech-Strategie der Bundesregierung.

Quantencomputer (QC) versprechen zukünftig Probleme zu lösen, die für klassische Rechner unerreichbar sind. Sei es bei der Entwicklung neuer Werkstoffe, der Batteriezellenentwicklung, dem Design neuer Pharmazeutika oder auch der Optimierung komplexer logistischer Systeme. Derzeit sind noch keine Quantencomputer in praxistauglicher Ausbaustufe verwirklicht worden. Die mit dieser Aufgabe verbundenen wissenschaftlich-technischen Problemstellungen sind beträchtlich, und mit deren kurzfristiger Lösung ist nicht zu rechnen. Dennoch sind bereits die wenigen weltweit verfügbaren experimentellen Aufbauten für künftige Anwender von hohem Interesse. Aufgrund der im Vergleich zu klassischen Computersystemen deutlich verschiedenen Funktionsweise ist eine frühzeitige Befassung mit den informationstechnischen Eigenheiten eines Quantencomputers für künftige Nutzer unerlässlich. Demzufolge ist das Interesse am Zugriff auf die am weitesten entwickelten Systeme, die sich überwiegend außerhalb Europas befinden, sehr hoch. Die damit verbundenen Kosten sind jedoch beträchtlich und der Zugriff ist mit Einschränkungen verbunden.

Um dem großen Interessenten- und potenziellen Nutzerkreis am Standort Deutschland eine erhebliche Verbesserung dieser Rahmenbedingungen zu bieten, soll in einer ersten Phase der zügige Aufbau eigener Demonstrations- und Testanlagen unterstützt werden. Diese Systeme sollen möglichst einfache Zugangsmöglichkeiten bereitstellen, die es den Anwendern erlauben, umfassende Tests mit und an den Geräten vorzunehmen.

Das BMBF beabsichtigt mit dieser Maßnahme, die Unabhängigkeit von der vielfach mit Restriktionen verbundenen Nutzung der wenigen außereuropäischen Anbieter sicherzustellen und damit die Voraussetzungen für Spitzenforschung auf dem Gebiet des Quantencomputings in Deutschland und Europa und langfristig Technologiesouveränität zu gewährleisten. Dazu soll mit der Förderung die Basis für fokussierte Strukturen in einem leistungsfähigen Ökosystem zur Entwicklung und Nutzung international wettbewerbsfähiger Quantencomputer-Systeme geschaffen werden.

1.1 Förderziel und Zuwendungszweck

Deutschland verfügt über hervorragende wissenschaftliche Kompetenzen sowie eine Fülle an potenziellen Nutzern des Quantencomputing; es gibt aber heute keinen einzelnen Akteur, der die Entwicklung eines Quantencomputer-Systems übernehmen könnte. Die Kompetenzen sind verteilt und es sind Lücken in der skalierbaren Hardware­entwicklung, der Systemintegration und der Generierung geistigen Eigentums (Intellectual Property – IP) zu erkennen. Hier gilt es, das Know-how für ausgewählte Technologieplattformen fokussiert voranzutreiben und den schnellstmöglichen Aufbau und Betrieb von wettbewerbsfähigen Quantencomputer-Systemen in Deutschland zu unterstützen. 

Die erste Generation der Quantencomputer wird als NISQ-computer (noisy intermediate-scale quantum computer) bezeichnet und bildet die aktuelle Grundlage sowohl für hardwarenahe Arbeiten zur Quanteninformatik als auch die weitere Entwicklung der Quantencomputer. Ihr Wert besteht unter anderem darin, die künftigen Nutzer mit technischen Eigenheiten eines realen Quantencomputers vertraut zu machen, die von den abstrakten theoretischen Funktionsmodellen teils erheblich abweichen. Eine wesentliche Herausforderung beim praktischen Quantencomputing besteht darin, so früh wie möglich einen in seinen Möglichkeiten noch stark eingeschränkten Quantencomputer so einzusetzen, dass Vorteile gegenüber klassischer Hardware optimal für damit kompatible Anwendungen genutzt werden können.

Die genaue Kenntnis der systemspezifischen Fehlerquellen und der technischen Besonderheiten der ersten Gene­ration von Quantencomputern ermöglicht bedeutende Vorteile bei der Verwendung solcher Geräte. Daher ist es ­essentiell, ein möglichst tiefes Verständnis dieser Systeme zu erlangen und frühzeitig umfangreiche Tests, speziell im Hinblick auf die jeweilige konkrete Anwendung, durchführen zu können. Dieses Vorgehen ist die Basis dafür, Schutzrechte zu sichern und international eine Spitzenposition zu erreichen.

Förderziel:

Das BMBF beabsichtigt, den Aufbau von Demonstrations-Quantencomputern in Deutschland zu fördern. Ziel ist es, innerhalb von fünf Jahren einen wettbewerbsfähigen deutschen Quantencomputer mit mindestens 100 individuell ansteuerbaren Qubits zu schaffen – skalierbar auf mindestens 500 Qubits. Dazu sollen die vielversprechendsten tech­nologischen Ansätze verfolgt werden. Die Systeme sollen auf einheimischen bzw. europäischen Forschungsergebnissen aufbauen und den Anwendern umfassend zugänglich gemacht werden, beispielweise durch entsprechende Anbindung an eine Cloud. Die Arbeiten sollen den Grundstein dafür legen, dass in zehn bis fünfzehn Jahren ein fehlerkorrigiertes System zur Lösung einer universellen Klasse an Problemen zur Verfügung steht, um damit einen breiten Nutzen für Wirtschaft und Gesellschaft zu erzielen.

Zuwendungszweck:

Die Demonstrations-Quantencomputer sollen von Verbünden unter Einbeziehung aller für den vollständigen Systemaufbau erforderlichen wirtschaftlichen und wissenschaftlichen Kompetenzträger erforscht und entwickelt werden. Der Projekterfolg – sowohl hinsichtlich der technischen Ergebnisse als auch in Bezug auf den konkreten Nutzen für An­wender – und die Effektivität der kommerziellen Verwertung der Projektergebnisse bilden die Grundlage und sind Auswahlkriterium für nachfolgende Fördermaßnahmen mit dem mittel- und langfristigen Ziel der Einrichtung von Quantencomputing-Zentren, die über voll einsatzfähige und klassischen Systemen überlegene Quantencomputer verfügen.

Um, über die wissenschaftlich-technischen Arbeiten hinaus, den Aufbau leistungsfähiger Strukturen zu gewährleisten, sollen Fokusverbünde Konzepte für die Generierung von IP, für den Technologietransfer zu Industriepartnern, für die Ausgründung bzw. Einbindung von Start-ups sowie die Kooperation mit potenziellen Anwendern aus Wirtschaft und Wissenschaft erarbeiten. Wesentliche Aspekte dabei sind der souveräne Zugang zu kritischen Komponenten, ge­gebenenfalls in Kooperation mit europäischen Partnern, sowie die Perspektive einer industriellen Systemintegration.

Gefördert werden kooperative, vorwettbewerbliche Verbundprojekte, die den Aufbau eines Demonstrations-Quantencomputers nach dem jeweils aktuellen Stand der Forschung zum Ziel haben. Idealerweise bettet sich dieser Aufbau in ein bestehendes IT-Forschungsumfeld ein und unterstützt die Kooperation und Bündelung der Kompetenzen aus Quanten-Hardware und -Software. Kennzeichen der Projekte sind ein hohes Risiko und eine besondere Komplexität der Forschungsaufgabe. Für eine Lösung sind in der Regel ein inter- und multidisziplinäres Vorgehen und eine enge Zusammenarbeit von Unternehmen und Forschungseinrichtungen erforderlich.

Da Innovations- und Beschäftigungsimpulse gerade auch von Unternehmensgründungen ausgehen, sind solche Gründungen im Anschluss an die Projektförderung des BMBF erwünscht. Der Hightech-Gründerfonds der Bundesregierung bietet hierzu Unterstützung an. Weitere Informationen finden sich unter http://www.high-tech-gruenderfonds.de.

Die Ergebnisse des geförderten Vorhabens dürfen nur in der Bundesrepublik Deutschland oder dem Europäischen Wirtschaftsraum und der Schweiz genutzt werden.

1.2 Rechtsgrundlagen

Der Bund gewährt die Zuwendungen nach Maßgabe dieser Förderrichtlinie, der §§ 23 und 44 der Bundeshaushaltsordnung (BHO) und den dazu erlassenen Verwaltungsvorschriften sowie der „Richtlinien für Zuwendungsanträge auf Ausgabenbasis (AZA)“ und/oder der „Richtlinien für Zuwendungsanträge auf Kostenbasis (AZK)“ des BMBF. Ein ­Anspruch auf Gewährung der Zuwendung besteht nicht. Vielmehr entscheidet die Bewilligungsbehörde aufgrund ihres pflichtgemäßen Ermessens im Rahmen der verfügbaren Haushaltsmittel.

Nach dieser Förderrichtlinie werden staatliche Beihilfen auf der Grundlage von Artikel 25 Absatz 2 der Allgemeinen Gruppenfreistellungsverordnung (AGVO) der EU-Kommission gewährt.1 Die Förderung erfolgt unter Beachtung der in Kapitel I AGVO festgelegten Gemeinsamen Bestimmungen, insbesondere unter Berücksichtigung der in Artikel 2 der Verordnung aufgeführten Begriffsbestimmungen (vgl. hierzu die Anlage zu beihilferechtlichen Vorgaben für die Förderrichtlinie). Innovationsbeihilfen für KMU können gemäß Artikel 28 AGVO gewährt werden (siehe Anlage).

Die vollständige Richtlinie finden Sie hier.

In der ersten Verfahrensstufe sind dem beauftragten Projektträger bis spätestens zum 14. Juni 2021 beurteilungsfähige Projektskizzen in elektronischer Form vorzulegen.