02.11.2023

BMBF: Anwendungsorientierte Quanteninformatik

Frist: 31. Januar eines Jahres (Projektskizzen, zweistufiges Verfahren)

Der exponentielle Vorteil von Quantencomputern ist für einzelne der oben genannten Fragestellungen informationstheoretisch bewiesen. Dafür werden jedoch ideale Quantencomputer mit einer großen Zahl an fehlerfreien, vollständig verschränkbaren Qubits benötigt, welche auch absehbar nicht zur Verfügung stehen. Kurz- und mittelfristig verfügbare „noisy intermediate-scale quantum computer“ (NISQ) müssen allerdings erst zeigen, bei welchen praxisrelevanten Problemen („Use Cases“) sie einen Vorteil liefern können. Um das Potenzial für Wirtschaft und Gesellschaft zu erschließen, bedarf es der Operationalisierung vielfältiger Probleme durch die Anwendenden ebenso wie der Realisierung der entsprechenden Quantenalgorithmen und -software. Im Sinne eines ganzheitlichen Ökosystems sollen insbe¬sondere Anwendende verschiedener Disziplinen eingebunden werden, um somit den größtmöglichen Nutzen aus dem Quantencomputing zu ziehen.

Die Fördermaßnahme „Anwendungsorientierte Quanteninformatik“ verfolgt das Ziel, den Nachweis praktischer Anwendungsvorteile durch die Nutzung eines Quantencomputers zu erbringen oder zumindest die Grundlagen hierfür zu erschließen und die benötigten Ressourcen abzuschätzen. Dabei sollen neue Akteure für die Anwendung des Quantencomputing gewonnen werden und etablierte Institutionen ihre Aktivitäten fortführen und ausbauen. In diesem Rahmen sollen Anwendende aus Industrie und Grundlagenforschung in die Lage versetzt werden, die Potenziale des Quantencomputers für den Einsatz im jeweilig betrachteten Themenfeld zu beurteilen.

Es werden Forschungsarbeiten unterstützt, bei denen Partner mit komplementären Kompetenzen beispielsweise in den Bereichen Quantenalgorithmen sowie der adressierten Anwendung zusammenarbeiten, um im Rahmen des Projekts das Potential vom Quantencomputing für den konkreten Anwendungsfall bewerten zu können.

Vorwettbewerbliche Forschungs- und Entwicklungsverbundprojekte sollen für definierte Anwendungsgebiete in Wirtschaft oder Wissenschaft („Domänen“) einen nützlichen Quantenvorteil erzielen oder mindestens perspektivisch die Grundlagen für das entsprechende Ziel erarbeiten und die benötigten Hardwareressourcen abschätzen. Mögliche Forschungsthemen sind unter anderem:

• analoge oder digitale Algorithmen für Quantensimulation,
• quantenmaschinelles Lernen,
• Quantenalgorithmen für ein spezifisches operationalisiertes (Optimierungs-)Problem insbesondere auch für nicht-gatterbasiertes Quantencomputing (zum Beispiel Gaussian Boson Sampling oder Quantum Annealing),
• hybride Algorithmen für das Co-Processing in High Performance Computing-Umgebungen und
• quanteninspirierte Algorithmen auf klassischer Hardware.

Charakteristisch für alle Vorhaben ist, dass ein klar definierter Anwendungsfall der Quanteninformatik durch ein effizientes, auf die Zielerreichung fokussiertes Konsortium adressiert wird. Flankierend können dabei auch informa¬tionstheoretische Aspekte wie zum Beispiel Quantenfehlerresilienz oder Fehlermitigation erforscht werden. Gleiches gilt für Arbeiten zu klassischen Algorithmen, sofern diese dem Benchmarking der Quantenalgorithmen dienen. Eine Unternehmensbeteiligung der gewerblichen Wirtschaft ist zwingend erforderlich und unterstreicht die Anwendungsnähe der Vorhaben.

Antragsberechtigt sind gewerbliche Unternehmen sowie Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen.
Voraussetzung für die Förderung ist das Zusammenwirken mehrerer unabhängiger Partner zur Lösung gemeinsamer Forschungs- und Entwicklungs-Aufgaben (Verbundprojekte). Eine Förderung von Einzelvorhaben ist nicht beabsichtigt.

Die Dauer eines Projekts beträgt im Regelfall drei Jahre.

Mit der Abwicklung wurde beauftragt:
VDI Technologiezentrum GmbH
– Projektträger Quantensysteme –
VDI-Platz 1
40468 Düsseldorf

Kontakt:
Dr. Daniel Lukner
Telefon: 0211/6214 116
E-Mail: luknerspam prevention@vdi.de 

Dr. Karsten Lange
Telefon: 0211/6214 120
E-Mail: Lange-kspam prevention@vdi.de 

Es wird empfohlen, zur Antragsberatung mit dem Projektträger Kontakt aufzunehmen. 

Das Antragsverfahren ist zweistufig angelegt.

In der ersten Verfahrensstufe sind Projektskizzen über easy-Online vorzulegen.

Der Stichtag für die Einreichung von Projektskizzen ist jeweils der 31. Januar eines Jahres. 
Der erste Stichtag ist am 31. Januar 2024. Die Vorlagefrist endet am 31. Januar 2026.

In der zweiten Verfahrensstufe werden die Verfasser:innen der positiv bewerteten Projektskizzen aufgefordert, einen förmlichen Förderantrag vorzulegen.

Weitere Informationen entnehmen Sie bitte der vollständigen Ausschreibung unter https://www.bmbf.de/bmbf/shareddocs/bekanntmachungen/de/2023/10/2023-10-31-Quanteninformatik.html