Quantentechnologien sind ein vergleichsweise junges Gebiet der Natur- sowie Ingenieurwissenschaften. Genutzt werden spezifische Eigenschaften und Freiheitsgrade der Quantenmechanik. Obschon viele Phänomene seit über 100 Jahren bekannt sind, ist eine technische Nutzung zum Teil erst heute möglich.

Quantentechnologien der ersten Generation sind aus der täglichen Anwendung (z. B. in Smartphones, Computern, medizinischer Bildgebung und vielen mehr) bekannt und unverzichtbar geworden. Quantentechnologien der zweiten Generation beruhen auf Quanteneffekten wie z. B. Überlagerung und Verschränkung von Zuständen. Sie widersprechen oft der Alltagserfahrung und sind dementsprechend weniger gut bekannt.

Mit den Quantentechnologien der zweiten Generation sind immense Anwendungspotenziale mit erheblichen Aus­wirkungen auf Wirtschaft und Gesellschaft verbunden. Typische Anwendungsoptionen bestehen beispielsweise in deutlich leistungsfähigeren und schnelleren Berechnungen durch Quantencomputing und Quantensimulatoren, genaueren Messgeräten und -methoden durch Quantensensorik und -metrologie sowie erhöhter Sicherheit bei der Datenübertragung durch Quantenkommunikation.

Der internationale Wettlauf um die technische Nutzung und die industrielle Realisierung dieser Technologien hat begonnen. Neue Technologien sind in aller Regel mit Chancen zum gesellschaftlichen Fortschritt, aber auch spezifischen Herausforderungen verknüpft. Aufgrund dessen sollte ein breites Verständnis dieser Technologien angestrebt werden, sodass das Potenzial der Quantentechnologien für Wirtschaft und Gesellschaft vermittelt werden kann. Ein breites öffentliches Interesse ermöglicht eine gezielte Nachwuchsförderung im wissenschaftlichen Bereich und kann somit beitragen, einem drohenden Fachkräftemangel in diesen zukünftigen Schlüsseltechnologien entgegenzuwirken. Auch soziale Innovationsprozesse werden durch die Einführung in die Quantentechnologien vorangetrieben.

Mit der Fördermaßnahme „Quantum aktiv – Outreach-Konzepte und Open Innovation für Quantentechnologien“ verfolgt das BMBF das Ziel, Quantentechnologien möglichst vielen Menschen näherzubringen, begreifbar zu machen und Hemmschwellen abzubauen. Zudem soll eine aktive Beteiligung am Innovationsprozess in hochaktuellen Forschungsthemen ermöglicht und motiviert werden. Hierzu sind kreative Zugänge notwendig, die die Forschung an Quantentechnologien für breite und unterschiedliche Zielgruppen aufbereiten.

1.1 Förderziel

Die vorliegende Bekanntmachung verfolgt zwei Teilziele, nämlich die Förderung von

• Outreach und
• Open Innovation

in den Quantentechnologien. Projektvorschläge können beide Teilziele der Bekanntmachung umfassen, können sich aber auch auf ein Teilziel konzentrieren.

Das realistische und angemessen anspruchsvolle Ziel der Förderung ist insgesamt, während der Projektlaufzeit neuartige Ansätze in den Bereichen Outreach und Open Innovation zu entwickeln und zur Anwendung zu bringen.

Dabei sollen Kooperationen zwischen Akteuren aus Wissenschaft, Gesellschaft, Wirtschaft und dem Bildungsbereich etabliert werden. Erfolgsindikatoren für die geförderten Outreach-Projekte sind das im Verlauf der Projekte gewachsene Verständnis für Quantentechnologien bezüglich der spezifischen Zielgruppen und deren Wissensstand sowie das Maß an Involviertheit der beteiligten Akteure. Erfolgsindikatoren für die im Rahmen dieser Maßnahme geförderten Open Innovation-Projekte sind die Verfügbarkeit von Komponenten für Quantentechnologien (beispielsweise auch Softwareansätze auf Basis von Open Source) sowie die Verwertung der erzielten Ergebnisse im Rahmen der an das Projekt anschließenden Umsetzung des Verwertungsplans. Auch die Veröffentlichung erzielter Ergebnisse in wissenschaftlichen Zeitschriften und Konferenzbeiträgen sowie gegebenenfalls Patentanmeldungen können für die Beurteilung der Zielerreichung herangezogen werden.

Outreach-Konzepte

Das erklärte Ziel besteht hier darin, Quantentechnologien der zweiten Generation in der Breite der Bevölkerung verstehbar und erlebbar zu machen. Wichtig sind daher Ansätze, die kein spezifisches Fachwissen erfordern, sondern einen kreativen, aktiven Zugang zu einem zielgruppengerechten Verständnis für die Quantentechnologien ermög­lichen. Dies erfordert innovative didaktische Konzepte. Erfolgreiche erste Beispiele hierfür finden sich unter: 

https://www.quantentechnologien.de/forschung/foerderung/quantum-aktiv.html

Im Rahmen der aktuellen Bekanntmachung sind hier neuartige Konzepte angestrebt, die über die bisherigen Ergebnisse deutlich hinausgehen und auch einen breiteren Teilnehmerkreis zielgerichtet ansprechen.

Open Innovation

Hier besteht das Ziel darin, Wissen zu teilen, sich für die Ideen anderer zu öffnen sowie gemeinsam Innovationen voranzutreiben. Mit diesem Ziel hat das BMBF den Innovationsprozess für die Öffentlichkeit bereits im Bereich der Quantentechnologien der ersten Generation (Photonik) erfolgreich geöffnet. Wissenschaft und Wirtschaft sind so in die Lage versetzt worden, schneller und besser nachhaltige Ergebnisse zu realisieren:

https://www.photonikforschung.de/projekte/open-innovation.html

Mit der vorliegenden Bekanntmachung soll dieser Innovationspfad auch für Quantentechnologien der zweiten Generation ermöglicht werden. Zahlreiche Beispiele belegen eindrucksvoll das Potenzial, das bislang z. B. im Bereich von Open Source-Software für Quantencomputing genutzt wird. Die Projekte können an solche Projekte anknüpfen und neue Wege zur aktiven Beteiligung an Forschung und Entwicklung aufzeigen.

1.2 Zuwendungszweck

Gefördert werden vorwettbewerbliche Projekte, die neuartige Outreach-Konzepte beinhalten oder einen wichtigen Beitrag zu Open Innovation im Bereich der Quantentechnologien leisten. Kennzeichen der Projekte sollen dabei ein hohes Risiko und eine besondere Komplexität der Forschungsaufgabe sein. Für eine Lösung ist in der Regel inter- und multidisziplinäres Vorgehen erforderlich. Mögliche Forschungsthemen und Anwendungsgebiete sind exemplarisch in Nummer 2 genannt.

Die Ergebnisse des geförderten Vorhabens dürfen nur in der Bundesrepublik Deutschland oder dem EWR¹ und der Schweiz genutzt werden.

1.3 Rechtsgrundlagen

Der Bund gewährt die Zuwendungen nach Maßgabe dieser Förderrichtlinie, der §§ 23 und 44 der Bundeshaushaltsordnung (BHO) und der 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 1 und 2 Buchstabe a bis c sowie Artikel 28 Absatz 1 der Allgemeinen Gruppenfreistellungsverordnung (AGVO) der EU-Kommission gewährt.² 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).

2 Gegenstand der Förderung

Gefördert werden Outreach-Konzepte oder Open Innovation-Ansätze in Einzel- oder Verbundvorhaben.

Im Mittelpunkt der geförderten Arbeiten stehen zum einen Outreach-Konzepte, die einer möglichst breiten Öffentlichkeit einen niederschwelligen und zielgruppenorientierten Zugang zu modernen Quantentechnologien der zweiten Generation ermöglichen. Folgende Themengebiete sind hier beispielhaft zu nennen:

• Quantencomputer
• Quantensimulatoren
• Quantenkommunikation und Quantenkryptografie
• Quantenbasierte Messtechnik (Sensorik und Metrologie).

Outreach-Konzepte sollen mit einer didaktischen Aufbereitung des Themas die Vorstellung von technologisch-wissenschaftlichen Prinzipien und Effekten zielgruppengerecht verstehbar machen. Ein ausgereiftes Umsetzungskonzept soll in einer Umsetzungsphase mit Beispielzielgruppen durchgeführt und demonstriert werden.

Beispielhafte Optionen für Projektansätze sind hier

• Wettbewerbe (auch Hackathons bzw. Makeathons)
• Kostengünstige Experimentiersets, z. B. für Schülerlabore
• Lehr- und Lernsoftware inklusive Apps
• Lehr- und Lernmaterialien inklusive MOOCs
• Gamification-Ansätze.

Open Innovation-Ansätze sollen die aktive Beteiligung der Gesellschaft an aktueller und innovativer Forschung ermöglichen. Damit sollen zusätzliche Innovationspfade erschlossen und Innovationszyklen verkürzt werden. Für die technologieübergreifenden und anwendungsbezogenen Projektziele sind folgende Themengebiete möglich:

• Quantencomputer/Quantencomputing
• Quantensimulatoren
• Quantenbasierte Messtechnik (Sensorik und Metrologie)
• Für die Quantentechnologien notwendige Techniken und Prinzipien aus der Photonik.

Open Innovation-Ansätze sollten einen kostengünstigen Hardware-Zugang bzw. leicht nutzbare offene Schnittstellen für Software-Ansätze aufweisen und damit einen kreativen Zugang zu Zukunftstechnologien ermöglichen. Sie können beispielhaft folgende Projektansätze annehmen:

• Wettbewerbe (auch Hackathons bzw. Makeathons)
• Gamification-Ansätze
• Open Innovation-Ansätze, bei denen die Nutzung von Hardwarekomponenten durch offene Schnittstellen oder entsprechende Tool-Kits erleichtert wird und Innovationen durch Dritte ermöglicht werden
• Open Hardware-Ansätze, die auf lizenzfreien Komponenten und Bauteilen beruhen und zu einer breiteren Nutzung führen können
• FE-Ansätze, die zu einer stärkeren Bürgerbeteiligung (Open Science) führen können.

An die zu fördernden Projekte werden folgende Anforderungen gestellt:

• Die Projekte müssen eine klar definierte Aufgabenstellung sowie quantifizierte Ziele aufweisen, so dass eine Erfolgskontrolle der Arbeiten möglich ist.
• Die Projekte müssen auf einen deutlichen Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik gerichtet sein und für die im Fall erfolgreicher Forschungsarbeiten erreichten Ergebnisse eine konkrete Verwertungsperspektive aufweisen.
• Outreach-Projekte müssen zwingend einen direkten Bezug zu Quantensystemen der zweiten Generation aufweisen.
• Die angestrebten Zielgruppen und deren Verständnislevel sollen klar definiert sein.
• Die Projekte sollen einen möglichst niederschwelligen Zugang zu Quantensystemen der zweiten Generation ermöglichen und eine breite Nutzung erleichtern.
• Die Laufzeit der Projekte kann bis zu 36 Monaten betragen.

3 Zuwendungsempfänger

Antragsberechtigt sind Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft, Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen sowie Verbände, Vereine und Museen. Zum Zeitpunkt der Auszahlung einer gewährten Zuwendung wird das Vorhandensein einer Betriebsstätte oder Niederlassung (Unternehmen) beziehungsweise einer sonstigen Einrichtung, die der nichtwirtschaftlichen Tätigkeit des Zuwendungsempfängers dient (Hochschule, außeruniversitäre Forschungseinrichtung), in Deutschland verlangt.

Forschungseinrichtungen, die von Bund und/oder Ländern grundfinanziert werden, können neben ihrer institutionellen Förderung nur unter bestimmten Voraussetzungen eine Projektförderung für ihre zusätzlichen projektbedingten Ausgaben beziehungsweise Kosten bewilligt bekommen.

Zu den Bedingungen, wann eine staatliche Beihilfe vorliegt/nicht vorliegt und in welchem Umfang beihilfefrei gefördert werden kann, siehe FuEuI-Unionsrahmen.³

Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) im Sinne dieser Förderrichtlinie sind Unternehmen, die die Voraussetzungen der KMU-Definition der EU erfüllen.⁴ Der Antragsteller erklärt gegenüber der Bewilligungsbehörde seine Einstufung gemäß Anhang I der AGVO im Rahmen des schriftlichen Antrags.

Die vollständige Bekanntmachung des BMBF finden Sie hier.

In der ersten Verfahrensstufe sind dem beauftragten Projektträger bis spätestens 31. Januar 2023 zunächst Projektskizzen in elektronischer Form über das elektronische Antragssystem „easy-Online“ vorzulegen.