Inhaltsverzeichnis

1 Einfuhrung

1.1 Quantentechnologien - die nachste Revolution

1.2 Wo stehen die Quantentechnologien heute?

2 Schwerpunkte der Forschung in Deutschland

2.1 Quantencomputer

2.2 Quantenkommunikation

2.3 Quantenbasierte Messtechnik

2.4 Basistechnologien fur Quantensysteme

3 Die Massnahmen der Bundesregierung

3.1 Die Forschungstandschaft fur die Quantentechnologien ausbauer

3.2 Forschungsnetzwerke fur neue Anwendungen schaffen

3.3 Leuchtturnprojekte fur industrielle Wettbewerbsfahigkeit etablieren

3.4 Sicherheit und technologische Souveranitat gewahrleisten

3.5 Die internationale Zusammenarbeit gestalten

3.6 Die Menschen in unserem Land mitnehmen

4 Mittelplanung

5 Anhang: Tragerorganisationen und Ressortforschung

5.1 Deutsche Forschungsgemeinschaft

5.2 Max-Planck-Gesellschaft

5.3 Fraunhofer-Gesellschaft

5.4 Helmholtz-Gemeinschaft

5.5 Leibniz-Gemeinschaft

5.6 Physikalisch-Technische Bundesanstalt

5.7 Bundesamt fur Sicherheit in der Informationstechnik

5.8 Agentur fur Innovation in der Cybersicherheit

[MISSING_PAGE_EMPTY:561]

## 1 Einfuhrung

### Quantentechnologien - die nachste Revolution

Wir eforschen und steuern unsteer Welt heute mit

hoch entwickelten digitalen Instrumenten: Kameras,

Computer, Sensoren. Wir arbeiten und leben in starkem Masse auf der Basis digitaler Technologien.

Unsere Welt besteht aber tatschlich nicht aus Nullen

und Einsen, sondern aus Quanten. Das erkannten Max

Planck und Albert Einstein zu Beginn des 20. Jahrhundert sle. Die Tager physikalischer Wechselwirkungen

sind nicht beliebig teilbar, sondern treten in einer bestrimmen, Mindestregok" auf - als,_Quanten". Unsere

Welt ist also eine Quantenwelt, in der auf der Ebene der

Atome und ihrer Bestandteile die Reglen der Quantenmechanik gelten - eigenartige Reglen, die unserem

Alltagsverstandnis in manchen Punkten zu widerspre-

chen scheinen.

Wenn die Welt eine Quantenwelt ist, dann musten

Quantensysteme uns dabei helfen konnen, sie besser

zu verstehen und effizienter zu organisieren - das ist

die lace der Quantentechnologien. Was ware, wenn wir

unsetre Welt kunfig auf eine vollig neuartige technologische Basis stellen konnen mit bislang unbekannten

Geraten und Verfahren, die nach den Regen der Quantenmechanik arbeiten? Kontren wir dann Zusammen-

hange erkennen, die uns bislang verborgen sind? Kontren wir Aufgaben losen, an denen wir bislang scheitern,

z. B. weil unsere heutigen Computer dafur viel zu viel

Zeit und Energie brauchen? Wie konnen solche neuen

Technologien uns im Alltag wirklich von Nutzen sein?
Die Leistungsfahigkeit von Internetverbindungen hangt z. B. mit der Genauigkeit des Zeittaktes zusammen, der sie synchronisiert. Die besten Uhren auf der Welt gehen heute so genau, dass ihre mittlere Abweichung gerade einmal eine Sekunde im Zeitalter des Universums betragt. Mit Quantentenchnologien konnte man solche extrem genauen Uhren so leicht und robust bauen, dass sie nicht nur in einigen wenigen Messlaboren eingesetzt werden konnen, sondern auch als _Taktegeber" in Kommunikationsnetzen. Diese wurden damit deutlich leistungsfahiger, und gute Internetenbindungen konnten preiswerter werden. Das Gleiche gilt fur Navigationssysteme: Wenn ihr Zeittakt przasse genug ware, dann konnte man damit etwa Baumaschinen auf der Baustelle steuern. Quantentechnologien konnten also unseren Arbeitsalltag verandern.

Magnefelder kann man heute nur mit grossen Maschinen sehr genau messen, z. B. mit Magneto-Enzephalografie-Geraten (MEG) in der Klinik. Diamant-Quantensensoren bieten eine Moglichkeit, MEG-Gerate so zu verkleinern, dass man sie auch mobil verwenden konnte, z. B. fur die Steuerung von Geraten, die behinderten Menschen im Alltag helfen.

Manche Aufgaben kann man heute auch noch gar nicht befriedigend losen. Dazu gehort z. B. die Analyse von Finanzmarkten oder die Optimierung von Fahrtrouten und Verkehrssystemen. Wissenschaftler1 uberlegen, ob man solche Aufgaben durch Simulationen in spezielle Quantensystemen losen konnte. Das wurde dabei helfen, Finanzknifsen beser vorrieusen oder den Verkeh rfizienter zu steuven. Vielleicht gelngt es auch, Quantencomputer zu entwickeln, auf denen man spezielle Quantensoftware laufen lassen kann.

Klassische Computer konnen aufgrund ihrer Bindung an digitale Rechenprogramme bestimmte Berechnungen grundsatzlich nicht oder nicht in endlicher Zeit und ohne grossen Energieverbrauch durchfuhren. Ein Beispiel ist die Zerlegung (Faktorisierung) von grossen Zahlen in Primzahlen, die eine zentrale Rolle bei der Datenverschlusselung spielt. Ein anderes Beispiel ist die Suche in sehr grossen Datennmegen.

### 1.2. Wo stehen die Quantentechnologien heute?

Schon heute nutzt fast jeder taglich Quantentechnologien: Computer, Datennetze oder auch ein Grofsteil der medizinischen Bildgebung - all diese technologischen Errungenschaften waren ohne Quanteneffekte nicht denkbar, denn Bautelle wie Transistoren, Dioden und Laser nutzen Prinzipien der Quantenphysik. Deutschland ist bei diesen,,Quantentechnologien der ersten Generation" wissenschaftlich und wirtschaftlich hochst erfolgreich.

Ein hervorragendes Beispiel dafur ist der Laser. Aus einem ursprunglich rein wissenschaftlichen Phanomen haben Institute und Unternehmen ein Gerat entwickelt, das heute in der Forschung, bei der Produktion von Maschinen und Fahrzeugen, beim 3D-Druck, in der Messtechnik, in der Kommunikation und in vielen Alltagsgeraten verwendet wird. Besonders leistungsfahige Laserquellen und -mashinen werden haufig in Deutschland hergestellt.

Wenn es jetzt darum geht, Quanteneffekte nicht mehr nur indirekt zu nutzen, sondern sie gezielt zu kontrollieren, dann ist es das Ziel der Bundesregierung, dass deutsche Institute und Unternehmen auch diese Entwicklung gestalten und fuhrend umsetzen. Solche,,Quantententechnologien der zweiten Generation" konnen z. B. sehr viel genauere Messgerate ermoglichen, die Sicherheit bei der Datenkommunikation stark verbessern oder deutlich leistungsfahigere Satelliten und Computer hervorbringen. Die Moglichkeiten dieser Technologien sind so gross, dass sie erhebliche Auswirkungen auf die Wirtschaft und Gesellschaft haben konnen und auch sicherheitspolitisch von hoher Relevanz sind. Der Wettlauf um die industrielle Realiserung solcher Technologien hat international bereits begnonnen. Aktivitaten dazu gibt es in allen fuhrenden Landern. Einige Beispiele:

Quantentechnologien stehen in China im Fokus des politischen Interesses und geniessen daher starke politische Unterstutzung und umfangreiche finanzielle Forderung. Der Start des weltweit ersten Satelliten zur Quantenschlusselverteilung (QKD - Quantum Key Distribution) 2016 ist ein vielbeachetetes Beispiel.

Institute und Unternehmen in den USA treiben derzeit mit erheblichen Mitteln die Entwicklung von Quantencompattern voran. Dabei sind die Aktivitaten dort von wirtschaftlichen Zielen, aber auch stark von militarstrategischen Gesichtspunkten gepragt.

Japan, Singapur und Kanada haben seit einigen Jahren eigene Programme sowohl fur die Erforschung als auch fur Weltraumanwendungen der Quantentechnologien aufgelegt.

Die Regierung des Vereinigten Konigreiches fordert in ihrem nationalen Programm, dem,,UK National Quantum Technologies Programme", Forschung, akademische Ausbildung und industrielle Innovati on in den Quantentechnologien.

Unter Bezugahmte auf das,,Quantum Manifesto" europasicher Wissenschaftler kundigte die Europagische Kommission 2016 an, ein Flagschiffprojekt (_FET Flagship") zu den Quantentechnologien mit den vier Saulen Quantenkommunikation, -sensorik, -computer und -simulationsrechner einzurichten. Sie setzte eine Fachkommission (High Level Steering Committee) unter deutscher Leitung ein, die dazu konkrete Vorschlage entwickeln sollte. Diese Kommission legte Ende 2017 ihren offentlichen Abschlussbericht vor.4

[MISSING_PAGE_FAIL:8]

* die starke Position Deutschlands in der Forschung auf dem Gebiet der Quantenphysik auszubauen und den Weg zu quantentechnologischen Anwendungen zu offren,
* die richtigen Rahmenbedingungen zu schaffen, um neue wirtschaftliche Chancen und Markte vorzubereiten,
* das Fundament fur eine industrielle Fuhrungsrolle in den Quantentechnologien zu schaffen,
* zusammen mit unseren internationalen Partrenr die Sicherheit und Autonomie Deutschlands und Europas auf diesem wichtigen Zukunftsfeld sicherzustellen und
* die Menschen in Deutschland zu informieren und auf dem Weg zu einer neuen Schlusseltechnologie mitzunehmen.

Das Programm der Bundesregierung beschreibt den Ausgangstand und benenntt Ziele und konkrete Massnahmen bis 2022. Dazu gehoren die Starkung der deutschen Forschungsinstitute, die bessee Vernetzung mit Unternehmen und die Entwicklung neuer Technologien fur Regierungsaufgaben, aber auch die Information und Beteiligung der Burgerinnen und Burger bei Fragen der Quantentechnologien. Die Bundesregierung wird dafur sorgen, dass mehr Menschen verstehen konnen, was mit Quantentechnologien moglich ist. Und dass sie diskutieren und entscheiden konnen, was das fur sie bedeutet - fur ihre Ausbildung, fur ihre Arbeit, fur ihre Ziele.

Insgesamt stellt die Bundesregierung in dieser Legislaturperiode 650 Miro. Euro fur die Erforschung der Quantentechnologien bereit. Die Bundesregierung wird die Entwicklung in den Quantentechnologien kontinuierlich verfolgen, ihre Masnahmen uberprufen und entsprechend weiterentwickell.

## 2 Schwerpunkte der Forschung in Deutschland

Zur Vorbereitung des vortiegenden Programms hat die Bundesregierung einen umfangreichen Agendaprozess mit Wissenschaftt und Wirtschaft durchgefuhrt, in dem der Forschungstand dokumentiert, Aufgaben in Forschung und Entwicklung (F&E) identifiziert und mggliche Entwicklungen abgeschatzt wurden. Als Ergebnis entstanden Expertenpapiere aus der Wissenschaftt wie auch aus der Industrie1. Folgende Entwicklungsbereiche fur die Quantentechnologien wurden dabei identifiziert.

Footnote 2: Forcinge \(\mathcal{F}_{\alpha}\) to be a \(\mathcal{F}_{\alpha}\)-function, we refer to [1].

Footnote 3: Forcinge \(\mathcal{F}_{\alpha}\) to be a \(\mathcal{F}_{\alpha}\)-function, we refer to [1].

Footnote 4: Forcinge \(\mathcal{F}_{\alpha}\) to be a \(\mathcal{F}_{\alpha}\)-function, we refer to [1].

### Quantencomputer

Quantencomputer funktionieren primzipiell anders als herkommliche digitale Rechner. Im Unterschied zu den Bits von Digitalrechnern sind ihre kleinsten Recheneinheiten, die \(\mathcal{J}_{\alpha}\)-Quantum Bits" (Qubits), in der Lage, sich untereinander nach speziellen Gesetzmäsigkeiten der Quantenmechanik zu verbinden und damit einen wesentlich komplexeren Gesamtzustand anzu-nehmen. Man spricht dann von \(\mathcal{V}_{\alpha}\)-Verschrankung. Diese Verschrankung der Qubits eines Quantencomputers zu einem Gesamtzustand ist eine einzigering Eigenschaft von Quantencomputer. Viele Aufgaben, die sich mit herkommliche Digitalrechnern nicht berifegendlosen lassen, sind dadurch gekennzeichnet, dass zahlrei-che Bedingungen in einem komplexeren wechselseitigen Zusammenspiel berechnet werden mussen. Beispiele

Zur Vorbereitung des vortiegenden Programms hat die Bundesregierung einen umfangreichen Agendaprozess mit Wissenschaftt und Wirtschaft durchgefuhrt, in dem der Forschungstand dokumentiert, Aufgaben in Forschung und Entwicklungen (F&E) identifiziert und mggliche Entwicklungen abgeschatzt wurden. Als Ergebnis entstanden Expertenpapiere aus der Wissenschaftt wie auch aus der Industrie1. Folgende Entwicklungsbereiche fur die Quantentechnologien wurden dabei identifiziert.

Footnote 5: Forcinge \(\mathcal{F}_{\alpha}\) to be a \(\mathcal{F}_{\alpha}\)-function, we refer to [1].

Footnote 6: Forcinge \(\mathcal{F}_{\alpha}\) to be a \(\mathcal{F}_{\alpha}\)-function, we refer to [1].

Quantencomputer funktionieren primzipiell anders als herkommliche digitale Rechner. Im Unterschied zu den Bits von Digitalrechnern sind ihre kleinsten Recheneinheiten, die \(\mathcal{J}_{\alpha}\)-function, in der Lage, sich untereinander nach speziellen Gesetzmäsigkeiten der Quantenmechanik zu verbinden und damit einen wesentlich komplexeren Gesamtzustand anzu-nehmen. Man spricht dann von \(\mathcal{V}_{\alpha}\)-Verschrankung. Diese Verschrankung der Qubits eines Quantencomputers zu einem Gesamtzustand ist eine einzigering Eigenschaft von Quantencomputer. Viele Aufgaben, die sich mit herkormliche Digitalrechnern nicht berifegendlosen lassen, sind dadurch gekennzeichnet, dass zahlrei-che Bedingungen in einem komplexeren wechselseitigen Zusammenspiel berechnet werden mussen. Beispiele

Zur Vorbereitung des vortiegenden Programms hat die \(\mathcal{F}_{\alpha}

das oftmals als Anwendung genannte Brechen heutiger Public-Key-Kryptografiewerfahren durchfuhren zu konnen, waren Quantencomputer mit mindestens vielen Tausend Qubits erorderlich. Zunachst stehen deshalb vor allem solche Anwendungen im Blickpunkt, die sich schon mit wenigen Hundert Qubits bearbeiten lassen.

Auf dem Weg zu Quantenrechnern ist die Entwicklung spezieller Algorithmen mindestens ebenso wichtig wie die Hardwareentwicklung. Fur die Erforschung von Quantenalgorithmen ist es debel nicht zwingend erforderlich, dass bereits Quantencomputer existerien, da man dies bis zu einem gewissen Grad (und einer bestimmten Grosse) auch mit herkommichen Digitalrechnern simulieren kann. Entsprechendre Arbeiten sind auch deshalb wichtig, weil derzeit noch sehr unterschiedliche Hardwareplatformern und Architekturen fur Quantencomputer diskutiert werden und deren Vor- und Nachtee mit Quantenalgorithmen auf klassischen Rechnern uberprrift und versglichen werden mussen.

### Quantenkommunikation

Die Quantenkommunikation nutzt verschrankte Quantenzustande zum Schlusselaustausch in der Datenubertragung. Verschrankte Quantenobjekte, z. B. Photonen, werden an zwei weit woneinander entfern-te Orte gesendet. Wenn man dann an beiden Orten bestimmte Eigenschaften der beiden Photonen misst, lasst sich mit Sicherheit feststellen, ob eines der beiden Photonen bereits einmal gemessen wurde. Wenn ja, dann bedeutet das: Die Verbindung wurde abgehort. Der Grund: Unbekannte Quantenzustande lassen sich nicht kopieren oder storungsfrei vermessen. Storungen der Quantenzustande werden unweigerlich als Fehler in der Ubertragung festgestellt und decken den Lauschangriff auf.

Diese Technik wird in der Kommunikationspraxis fur den Austausch von Verschlusselungen genutzt. Bei der Quantenkryptografie oder Quantenschlusselverteilung (QKD - Quantum Key Distribution) erzeugt man den Schlussel zu einer geheimen Information auf Basis von einzelnen Quantenzustanden. Im Unterschied zu gebrauchlichen kryptografischen Verfahren beruht die Sicherheit hier auf einem physikalischen Naturgesetzund nicht auf mathematischen Annahmen. Damit werden erstmals Kommunikationsverbindungen moglich, deren Sicherheit physikalisch basiert - und nicht lediglich mathematisch berechnet - ist. Die Quantenzustan-de sind allerdings sehr fragil, sodass eine (Dbertragung betrachtliche technische Herausforderungen mit sich bringt.

QKD-Gerate sind schon seit langerer Zeit kommerziell fur spezifische Nischemarkte verfugbar. Typische Kunden sind Aktuell Banken oder Regierungen. Die grosse Mehrheit der Ansatze zum Quantenschlusselaustausch beruht dabei auf dem Austausch von Photonen mittels Glasfasern. Anwendungen lassen sich jedoch bei dem heutigen Stand der Technik lediglich als Punkt-zu-Punkt-Verbindungen uber Distanzen von weniger als 100 Kilometer realisieren. In der Freiraum-Laserkommunikation wurden bereits entscheidende Fortschritte bei der Uberwindung atmospharischer Storenfluisse in Tests unter Realbedingungen erreicht.* Laserbasierte Kommunikationstechnologien mit Quantenkryptografie wurden bereits 2015 unter atmospharischen Bedingungen erfolgreich mit einem fliegenden Objekt getestet.* Fur deutlich grossere Distanzen und fur konkrete Anwendungen sind nocht technologische Fragen offen, weil die schwachen Lichtsignale der Quantenkommunikation nicht mit normalen Verstarkern bearbeit werden konnen. Die Einbindung raumfahrtbasierter Quantenschlusselverteilung konnte sich jedoch fur de Realisierung interkontinentaler Verbindungen als nutzlich erweisen.

Sobald ein Quantencomputer existieren wurde, hatte dies massive Auswirkungen auch auf die Datensicherheit. Das gilt nicht nur fur (dann) Aktuelle Kommunikationsbeziehungen, sondern auch fur vor dieser Zeit aufgezeichnete Kommunikationen, die nachtraglich entschlusselt werden konnten. Wenn man bedenkt, dass kryptografische Sicherungen haufig - we z. B. auf Satelliten - fur eine langere Lebenszeit ausgelegt sind, wird klar, dass bereits heute auch Verschlusselungsverfahren entwickelt werden mussen, die gegen Angriffe mit Quantencomputern sicher sind. Dafur gibt es neben der Quantenkommunikation auch schon erste Losungsansatze zu einer,Postquantenkryptografie*.10

Footnote 10: Im Zuge des Forschungszhmenprogramsm für IT-Sicherheit,Selbustemstum und sher in der digitalen Welt? adressiert das BMBF den Forschungspiekten Postquantenkryptografie; [https://www.bmfl.de/g/sicher-in-der-digitalen-weit-849.html](https://www.bmfl.de/g/sicher-in-der-digitalen-weit-849.html)

### Quantenbasierte Messtechnik

Wahrend die Fragilitat von Quantenzustanden und -systemen die Entwicklung praxistauglicher Quantencomputer und Quantenkommunikationstechnik sehr erschwert, erfoffnet sie in der Messtechnik enormme Moglichkeiten. Denn Fragilitat gegenuber Umweltenflussen ist nichts anderes als hohe technische Messempfindlichkeit. Mit gekonnt konstruierten Quantensystemen lassen sich daher physikalische Grossen wie Druck, Temperatur, Position, Zeit, Geschwindigkeit, Beschleunigung, elektrische und magnetische Felder oder die Gravitation extrem prazise messen.

Atomuhren auf der Basis atomarer Quantenzustande dienen bereits seit Jahrzehnten als Zeitreferenz fur Prazisionsmessungen, wie beispielsweise im Rahmen des europaischen Galileo-Navigationssystems oder des Global Positioning Systems (GPS) zur Navigation. Mit Quanten-Gravimeten auf Basis der Interferometrie kalter Atome kann man selbst kleinste Variationen im Schwerefeld der Erde festellen, wie sie durch unterschiedliche Materialzusammensetzungen der Erdkruste verursacht werden. Solche ultraprazisen Gravimeter liesen sich daher u. a. zum Auffinden von Bodenschatzen einsetzen. Neue Quantensenssoren, die ihren Quantenzustand auch bei Raumtemperatur einnehmen und erhalten, konnen den Weg fur eine Miniaturrisierung und eine deutliche Kosteneduzierung frei machen.

Ein weiterer Einsatzbereich von Quantenphanomenen findet sich bei der optischen Abbildung (quantum enhanced imaging). So lassen sich mit quantenmechanischen Verfahren beispielsweise hohere optische Auflosungen erzielen als mit klassischen Verfahren.

Dasselbe Prinzip lasst sich auch in der Quantenlithografie zur Erzeugung kleinerer Strukturen anwenden.

Das wirtschaftliche Potenzial der quantenbasierten Messtechnik findet sich nach Aktueller Einschatzung in der Verteidigungstechnik, der industriellen Prazisionsmesstechnik, der medizinischen Diagnostik, der Erdbeobachtung, der Geologie bzw. Lagerstatenerkundung und in der Navigation (insbesondere bei der Satelliten-navigation fur Luft-, See-, Schienen- und Straßenver-kehr im Zusammenhang mit z. B. dem automatisierten Fahren sowie mit GPS-/Galileo-basierten Apps).

Langfristig kann man erwarten, dass mit einer hoheren Integration und Miniaturisierung quantenbasierter Mestechnik auch eine grosse Zahl von angruchsvollen Anwendungen fur andere professionelle Bereiche und fur Konsumenten erschlossen werden kann.

### Basistechnologien fur Quantensysteme

Nicht erst voll uberzeugende Quantencomputer und quantentechnische Kommunikations- und Mestechnik haben ein grosse technisches und wirtschaftliches Potenzial. Auch der Weg dahin ist mit Investitionen in entsprechende Forschungslabors und Forschungsprojekte bereits ein interessanter Hochtechnologemark.

Mit gacointe Konstantoraten Quantentechnologien der Deutschen Industrie, 5. 7.17; Quelle; s. Fulfnote 7len Markt erfolgreich titig sind. Mit dem vorliegenden Programm und dem starken Anwachsen der internationalen Forschungsaufwendungen im Bereich Quantentechnologien sowie dem abeshbaren Einsatz von Quantentechnologien in Satelliteist ist ein deutliches Anwachsen der Nachfrage nach geeigneter Gerate- und Anlagentechnik zu erwarten.

Dem Ubergang von Laboraufbauten hin zu robusten, zuverlassigen und kostengungstig herzustellenden Geraten kommt dabei eine wichtige Bedeutung zu. Erste Schritte auf diesem Weg stehen jetzt an. Dazu ist ein industrielles Engineering der technischen Systeme - kleiner, effizienter und kompakter und damit auch robuster und betriebisscherer - notwendig. Der Bereich dieser sogenannten, Enabling Technologies' stellt damit das technologische Ruckgrat bei der Erforschung und Entwicklung der einzelnen Quantentechnologien der. Es ist - wie in anderen neu entstehenden Tech-nologienmaktren zuvor - auch damit zu rechnen, dass Standards und Normen fur die Quantentechnologien vielfach zuerst in diesem Bereich entstehen werden.

Die vorstehende Beschreibung der aktuellen Entwicklungen in verschiedenen Bereichen der Quantentechnologien macht deutlich: Durchbruche in den Quantentechnologien haben eine mogliche Bedeutung fur viele Bereiche unseres Lebens, ahnlich wie dies etwa bei der Satellittenchnik in den spaten 1960er-Jahren oder bei der Digitalisierung in den 1990er-Jahren der Fall war. Die Forderung der Quantentechnologien hat deshalb forschungs-, wirtschafts- und sicherheitspolitische Bedeutung.

## 3 Die Massnahmen der Bundesregierung

Das Bundesministerium fur Bildung und Forschung (BMBF), das Bundesministerium fur Wirtschaft und Energie (BMWi), das Bundesministerium des Innern, fur Bau und Heimat (BMI) sowie das Bundesministerium der Verteidigung (BMy) tragen im Rahmen ihrer jeweiligen Aufgaben zur Entwicklung der Quantentechnologien in Deutschland bei. Die Bundesregierung bundelt diese Beitrage in dem vorliegenden Programm zu einer ganzheitlichen Strategie. Durch regelma@Bige Ressortunden werden die einzelnen Ma@nahmen koordiniert und die Strategie weiterentwickelt. Zugleich wird eine Verzahnung mit der Transferinitiative des BMWi angestrebt, die den Technologietransfer mit etablierten und neuen Instrumenten unterstutzen soll.

### Die Forschungslandschaft fur die Quantentechnologien ausbauen

In Deutschland sind daher grossere, international und starker auf Anwendungen ausgerichtete Forschungska-pazitaten notwendig. Der Rechtsrahmen des Grundgesetzes mit den Grundsatzen der Wissenschaftsfreiheit sowie der federalen Ordnung gibt dabei vor, dass die notwendigen Entscheidungen im Wettbewerb und auf der Grundlage fachlicher Kriterien erfolgen.

Die Bundesregierung wird die relevanten Tragerorganisationen der Forschung beauftragen, ihrerseits Vorschlage zu einer Neuausrichtung im Hinblick auf eine starker anwendungsbezogene quantentechnologische Forschung zu entwicken. Ziel ist es, in der offentlich grundfinanzierten Forschung verstarkt Themen der Quantenphysik mit hoher Anwendungsprelevanz in F&E-Verbundprojekten zu fordern. Die Vorausetzung dafur sind uberdurchschnittliche Perspektiven fur eine technische Verwendung, ganz besonders dann, wenn der Schritt von der Forschung in die Anwendung erstmalig vollzogen wird. Dies muss uber die prinzipelle Demonstration der technischen Machbarkeit deutlich hinausgeben. In Forschungsprojekten sind dazu konkrete Anwendungen sowie Anwender bereits fruh einzubeziehen, etwa in F&E-Verbundprojekten zwischen Wissenschaft und Wirtschaft der offentlichen Anwendern. Auch mussen im Hinblick auf mogliche kommerziele der industrielle Verwertungen die rechtlichen Vorausetzungen (Patententreuche e. \(\lambda\)) gewahrleist werden. Die bislang diskutierten Forschungstmen der neuen Quantentechnologien13 sind dabei nicht als abschliesende Themenliste zur verstehen, sondern werden kontinuierlich erganzt. Erfolge in der Forschung und in der Einwerbung von Drittittittelln sowie wettbewerbliche Kriterien wie Nachwuchsgewinnung, internationale Kooperationen, Unternehmenskooperationen und Ausgrundungenwerden fur die in den kommenden Jahren notwendigen Strukturentscheidungen bei den Tragerorganisationen und Instituten ein entscheidender Massstabe sein. Unbeschadet dieser Strukturentwicklung im Wettbewerden die Einrichtungen der Ressortforschung auch kunftig ihre besonderen Aufgaben der Forschung fur Ressortaufgaben wahrnehmen.

### Forschungsnetzwerke fur neue Anwendungen schaffen

Quantentechnologien sind einreseits ein sehr wissenschaftsnahes Forschungsgebiet. Gleichwohl kann es direkte Ubergange von der Grundlagenforschung in industrielle Anwendungen geben, etwa im Bereich der hochgenauen Bestimmung von Ort und Zeit. Aufgund der hohen industriellen Relevanz wird die Bundesregierung daher auch die anwendungsorientierte Forschung bis hin zu ingenieurwissenschaftlichen Fragen vorantreiben. Die Bundesregierung will daran mitwirken, dass in der Forschung zu Quantentechnologien wissenschaftliche Ansatze verstarkt mit unternehmersichen Strategien hinterlegt werden. Die Bundesregierung wird dazu folende Massnahmen durchfuhren:

Forschungsportal zu Quantentechnologien

Immer mehr Unternehmen verschiedener Branchen beginnen, sich mit dem Thema Quantentechnologien zu befassen, gezielt Informationen zu sammeln und diese im Hinblick auf eigene Strategien und Chancen auszuwerten. Daruber hinaus beschaftigt sich die Wirtschaft teilweise bereits heute mit quantentechnologischen Anwendungen. Auf der anderen Seite besteht in der deutschen Wissenschaft die Kompetenz, auf Basis des internationalen Forschungstandes unterschiedliche Ansatze, Produkte und Verfahren in den Quantentechnologien systematisch zu prufen, zu vergleichen und daraus neutrale Beratungdientsleistungen fur interessierte Unternehmen abzuleiten. Diese Kompetenz muss jedoch erschlossen und fur die Wirtschaft sichtbar und zuganglich gemacht werden. Dabei geht es zum einen um die wissenschaftliche Expertise, zum anderen um die Entwicklung von spezifischem Wissen zu bestimmen Anwendungsfragen einzelner Branchen.

Hierzu wird die Bundesregierung eine Ubersicht (_Who's who') der deutschen Wissenschaft zu den Quantentechnologien erstellen lassen und als Online-Portal fur die Kontaktsuche und einen Erstkontakt zur Verfugung stellen. Konkrete Beratungsfienstisteinstungen sind zwischen den so gefundenen Partnern separat zu vereinbaren.

* Pilotprojekt_opticlock*18: Im Rahmen des Pilotstprojekts_Optische Einzelionen-Uhr fur Anwender* wird seit 2017 an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt und unter Beteligung von Industrieturehnmen der Demonstrator einer kompakten und robusten optischen Uhr zur Synchronisation grosser Kommunikationsnetze erforscht und entwickelt.
* Pilotprojekt_QUBE*19: Der Verbund_Quantenschlusselverteilung mit Cube-Sat*(QUBE) verfolgt seit 2017 das Ziel, Hardware fur eine weltweite, abhorsichere Kommunikation zu entwickeln, indem QKD-Technologie in eine hochkompakte und kostengunstige Satellitenplatform, den Cube-Sat, integriert wird.
* Forderaufruf _QuantERA Call 2017*20: Das BMBF ist grosser Konsorialpartner im ERA-NET Cofund _QuantERA* zur Forderung einer europaisch vernetzten und anwendungsorientierten Erforschung aller grundlegenden Themen der Quantententechnologien und unterstutzt deutsche Forscher in 18 der insgesamt 26 europaischen Projekte.
* Forderaufruf _Schlusselkomponenten fur Quantentechnologien*21: Quantenfekte sind empfindlich und die Gerate zu ihrer technischen Nutzbarmachung sind in der Regel noch gros und teuer. In der BMBF-Masshahme _Schlusselkomponenten fur Quantentechnologien* werden mehrere Konsortien mit Industriebeteiligung gefordert, um die hohen Kompetenzen in der Geraetwicklung zu verstarken. Damit sollen weitere Grundlagen zur effzienten Erforschung der Quantentechnologien geschfant und die Nutzung von Quantenfekten beschleunigt werden.
* Forderaufruf _Quantum Futtur*22: Als zentraler Baustein fur die zukunftige Erforschung und Entwicklung der Quantentechnologien in Deutschland unterstutzt das BMBF ab 2018 mehrere Nachwuchsforschergruppen, welche sich auf anwendungsorientierte Themen der Quantentechnologien konzent trieren.

Footnote 18: [https://www.photonikforschung.de/projekte/quantentechnologien/](https://www.photonikforschung.de/projekte/quantentechnologien/) project/opticlock.html

Footnote 19: [https://www.forschung-it-sicherheit-kommunikationsysteme.de/](https://www.forschung-it-sicherheit-kommunikationsysteme.de/) project/zube

Footnote 20: [https://www.quantera.eu/c-funded-call/call-2017](https://www.quantera.eu/c-funded-call/call-2017)

[MISSING_PAGE_POST]

[MISSING_PAGE_FAIL:19]

[MISSING_PAGE_FAIL:20]

[MISSING_PAGE_FAIL:21]

[MISSING_PAGE_FAIL:22]

von Wirtschaftsunternehmen die vielverspre-chendsten Ansatze zum Quantencomputing erforschen, praxiserelevante Anwendungen identifizieren und mit den entwickelten Hardwareplatformren demonstrieren. Wichtige Entwicklungleistungen in der technischen Peripherie und bei Subsystemen sollen nach IP-Sicherung unmittelbar verwertet und Forschern weltweit kommerzieill verfugbar gemacht werden. Der Erfolg der Cluster wird am sukzessiven Aufbau von industriell relevanten Fahigkeiten in der Quanteninformationstechnologie, an der internationalen Vernetzung, dem wirtschaftlichen Vorgehen und an der Einbindung von Partnern aus der Wirtschaft zu messen sein.
* (Aus-)Grundung von Unternehmen auf dem Gebiet des Quantencomputings. Die Unternehmen sollen den Transfer von Forschungsergebnissen realisieren. Dieser Transfer kann schritweise und in Teilbereichen erfolgen und soll auf einen internationalen Markt ausgerichtet sein. Die offentliche Hand kann ein Beteiligungsrecht an geforderten Ausgrun-dungen erhalten und sich dabei einer geeigenten Organisationsform mit Erfahrung im Grundungung und Beteiligungsmanagement bedienen. Auch die Einbeziehung von strategischen Investoren gehort zu diesem Vorgehen.

### Sicherheit und technologische Souveranitat gewahrleisten

Erdbeobachtung dient sowohl der Umwelt-, Sicherheits- und Verteidigungspolitik als auch zahlreichen Wirtschaftsbereichen, z. B. der Industrie bei der Suche nach Rohstofflagerstatten, der Raum-, Stadte- und Verkehrsplanung oder der Land- und Forstwirtschaft. Abhorsichere Satellitenkommunikation ist sowohl fur den zivilen als auch den militatischen Sektor essenziell. Satellitenavigation kommt bei exakten Positions-bestimmungen (z. B. Luft-, Strassen-, Schienen- und Seeverkehr), in internationalen Kommunikations-, Energieversorgungs- und Bankentransfersystemen, dem elektronischen Borsenhandel sowie zukunftig beim Aufbau universeller Zeitstandards zum Einsatz. Mit dem Aufbau des Galileo-Systems steht ein ergan-zendes Navigationssystem zum amerikanischen GPS zur Verfugung, das fur Europas Souveranitat sowohl im Bereich der zivilen als auch der militatischen Anwendungen von strategischer Bedeutung ist. Mit der bisherigen Entwicklung der Quantentechnologien lasst sich in der Satellitetechnologie ein Sprung in der Messgenauigkeit von Abstanden, Positionen und Zeiten um mehr als das Zehnfache realisieren und damit eine enormre Steigerung der Leistungsfahigkeit der auf Satelliten basierenden Anwendungen erwarten.

Die beachtliche Steigerung der Leistungsfahigkeit in der Satellitenavigation basiert im Wesentlichen auf neuen quantenbasierten Methoden der Zeit- und Frequenzmessung sowie der optischen Signalubertragung. Hochprazise sogenannte optische Ionenuhren befinden sich heute bereits in der Prototypenentwicklung. Es kommt jetzt entscheidend darauf an, diese neuen Technologien gezeit wieterzuentwickeln und auch fur Satellitenensatze mit den normen Belsatungen beim Bakettenstart und beim Betrieb im Orbit mit ertermen Temperatuern und harter Strahlung zu qualifizieren. Dies wird Voraussetzung dafur sein, dass Deutschland und Europa uber zukunftige Satellitensysteme mit der neuesten Technologie verfugen konnen.

Das Deutsche Zentrum fur Luft- und Raumfahrt (DLR) besitzt in der Satellitenentwicklung jahrzehntelange Erfahrung und Kompetenz. Um den jetzt notwendigen Durchbruch fur Quantentechnologien im Orbit zu erreichen und Deutschlands Rolle als Technologietreiber in diesem Sektor sicherzustellen, prutt die Bundesregierung den Ausbau der institutionellen Forschungs-aktivitaten beim DLR und bei seinen Kooperationsparten, insbesondere bei der PTB als strategischeEntwicklungparterin mit Alleinstellungsmerkmalen im Bereich der Quantenmetrologie und -sensorik sowie hoheitlichen Aufgaben in der Zeit- und Frequenz-ubertragung. Die moglichen Arbeiten erstrecken sich vor allem auf die Felder der Geodasie, Metrologie und Sensorik und auf die Entwicklung quantentechnischer, weltraumgeeigneter Prazisionsinstrumente sowie die Entwicklung kunftiger Galileo-Satellite. Beim DLR konnten zu diesem Zweck zwei neue Institute und ein Galileo-Kompetenzentrum eingerichtet werden. Durch qualifizierte Auftragsvergabe des DLR an die Industrie wurde zugleich der Aufbau einer industriellen Basis im Bereich der satelliterelevanten Quantentechnologien unterstutzt.

Die Forderaktivitaten im Rahmen des,,Nationalen Programms fur Weltraum und Innovation" haben in den letzten Jahren dazu gefihrt, dass Deutschhand seine internationale Spitzenposition im Bereich Quantenoptik nicht nur babaupten, sondern in Teilbereichen auch weiter ausbauer konnte. Durch das Verbundvorhaben,,QUANTUS" wurde dabei ein Netzwerk von Einrichtungen geschaffen, das in der zuruckliegenden Dekade nicht nur nach aussen bin sichtbare Meilenstein auf dem Weg hin zu raumfahrtbezogenen Quantentechnologien erreich hat, sondern sich zum Ziel gesetzt hat, neben grundlagenphysikalischen Fragestellungen zunehmed auch den Anwendungssapekt von Quantentechnologien in den Vordergrund zu stellen. Neben der schrittweisen Technologiereifung wird die Langzeiterprobung der neu entwickleten Technologien im erdnahen Orbit (auf Satellitenplatformen und der Internationalen Raumstation) angegangen. Daneben stehen erste konkrete Raumfahrtanwendungen beispielsweise zur Entwicklung optischer Uhren fur die Prazisionsnavigation oder eines Quantengravitemers zur prazisen Vermessung der zeitlichen Veranderungen des Erdschwerefeldes an.

Sicherheit von Kommunikation und Daten Angesichts vielfaltigter Herausforderungen fur die Innere und Außere Sicherheit Deutschhand benitigen die Sicherheitsbehorden des Bundes und die Bundeswehr bestmogliche Fahigkeiten und Technologien, um ihre gesetzes- und verfassungszemassen Aufgaben erfolgnei zu erfullen sowie Deutschhand als fuhrenden Sicherheitsstandort fur die Gewahlreistung der Vertraulichkeit und der Integritat informationstechnischer Systeme und der digitalen Kommunikation zu festigen.

Der effektive Schutz vor Cyberangriffen und ein hohes Qualitatsniveau im Bereich der Cybersicherheit verlangen dabei die starkere Teilhabe an den dynamisch verlaufenden Innovationssprungen in Technologiefeldern der Cybersicherheit sowie bei relevanten Schlusseltechnologien. Ein hohes Innovations- und Anwendungspotenzial bieten aus Perspektive des Bundesministeriums des Innern, fur Bau und Heimat (BMI) sowie des Bundesministeriums der Verteidigung (BMVg) insbesondere Quantentechnologien, da sie fur die zunehmede Rolle der Digitalisierung, der Verschlusselung digitaler Kommunikation und des maschinengestutzten Agierens insgesamt eine heraus-ragende Bedeutung haben. Die aktive und bedartsge-rechte Forderung von Forschungs-, Innovations- und Entwicklungsvorhaben im Bereich der Quantentechnologien ist daher aus Sicht von Sicherheitsbehorden des Bundes und der Bundeswehr von herausgeboener Bedeutung. Zudem konnen durch gezielte Forder-aktivitaten konkrete Dual-Use-Anwendungen und Spillover-Effekte systematisch reschlossen werden.

Aus Sicht der Bundesregierung ist es insbesondere zwingend notwendig, quantenreistente kryptografische Systeme zu entwicken, die sowohl gegen Quanten- als auch klassische Computer sicher sind und mit den bestehenden Kommunikationsprotokollen und -netzen zusammenarbeiten konnen. Die Bundesregie-rung will in diesem Bereich aktiv werden, um Deutschland weiterhin als Verschlusselungstandort Nr. 1 zu erhalten. Hier entstehen die Herausforderung, auf neue kryptografische Infrastrukturen umzusteigen, und die Notwendigkeit, sich auf eine gewisse Krypto-Agilitat zu konzentrieren.

Die Quantenkommunikation, einschliesslich des Quantenschlusselausauschs, gilt als sicher, da Abhorversuche in Form von Datenverlusten auffalen wurden. Um Quantenkommunikation zu realiseren, muss nach geeigneten technischen Losungen, wie z. B. einer geeigneten Glasfaserkommunikation, gesucht werden. Diese Forschungen will die Bundesregierung begleiten.

Gleichwohl bietet das Brechen herkommlicher Kryptoverfahren auch Chancen fur die Straverfolgungsbehorden. Durch die neu entstehenden technischen Moglichkeiten konnen noch nicht verjahtre Straftaten, in denen verschlusselte digitale Asservate vorliegen, die aufgrund der kryptografischen Komponente nicht untersucht werden konnten, eventuell nachbearbeitet und ausgewertet werden. Daher muss das Problemfeldinsbesondere aus dem Blickwinkel der Stratverfolgungsbehorden begleitet werden. Die Zustandigkeit fur die Erforschung und Entwicklung technischer Losungen fur Sicherheheitsbehorden im Geschaftsbereich des BMI liegt bei der ZITIS (Zentrale Stelle fur Informati-onstechnik im Sicherheitsbereich). Diese beschaftigt sich vorrangig mit den Bereichen Telekommunikatisuberbwachung, Digitale Forensik, Kryptonanalyse und Big-Data-Analyse, welche von der Entwicklung von Quantencomputent betrforent sein werden. Die ZITIS plant in diesem Zusammenhang an ihrer zukinftigen Standort an der Universitat der Bundeswehr Munchen gemeinsam mit dem Forschungsintitiut CODE die Nutzung eines Quantencompurtes. Diese Schnittstelle bietet die Moglichkeit zum kontinuierlichen Austausch mit dem BMVg, da die Entschlusselung bestehender IT-Sicherungssysteme in beiden Ressorts grosse Bedeutung besitzt.

Fur das BMVg steht im bundesweheriegen Aufgabenbereich,,Cyber- und Informationstechnologien" der werhrtechnischen Forschung und Technologie in den nachsten Jahren insgesamt die Erschliessung moglicher militarischer Anwendungsfelder von Quantententechnologien im strategiesn Fokus. Dabei sollen nicht nur die fahigkeitsbegreenen Bedarte der Bundeswier uber angewandte Grundlagenforschung saus der Perspektive der Informatik bzw. aus der Perspektive der Informationissicherheit in eager Kooperation mit verschiedenen Einrichtungen der Bundeswehr systematisch aufbereitet werden, sondern es wird generell darum gehenk, konkrete Technologiefelder wie die Quantententechnologien, die fur den geplanten Bedarf und die Einsatzfahigkeit der Bundeswehr als sinnvoll erachtet werden, mit eigenen Forschungsmitteln weiterzuentwicken und auch schneller verfugbar zu machen. Diese Vorhaben werden kunftig mit dem Aufbau und der Einrichtung eigener Forschungs-, Kompetenz- und Innovationszentren institutionell gestarkt. Dabei sollen insbesondere mit dem Aufbau einer neuen - mit dem BMI gemenism bertibeken - Agentur fur Innovation in der Cybersicherheit auch wagnischbafette Vorhaben mit hohem Innovationspotenzial Forderung erfahren.

Von besonderer Relevanz sind fur die Bundeswehr

beispielhalt anwendungsorientierte wissenschaftliche

Untersuchungen zu sicheren Datenubertragungswegen

uber die systematische Erschliessung quantenkryptorafisch abgesicherter Kommunikationswege. Im

Handlungsfeld _Quantencomputing und -simulation"

hat die Ver- und Entschlusselung der heute genutzten

Sicherungssysteme in der Computer- und Informationstechnik eine strategische Bedeutung. In einem

ersten Schritt hat die Universitat der Bundeswehr

Munchen einen Kooperationsvertrag mit der Firma

IBM zur Grundung eines IBM Quanten-Hub am

Forschungsinstitut Cyber Defence CODE in Munchen

unterzeichnet. Zudem sind Anwendungsfelder von

Interesse, die komplexe militatische Simulationen fur

Einsatzplanung, Ubung und Ausbildung ermoglichen.

Im Bereich der Positionsbestimmung, der Navigation

und der Zeitfestlegung sind wissenschaftliche Untersuchungen und anwendungsbereite Losungen zu

Verfahren und Technologien der Quantensensorik und

-metrologie bedeutsam, die notwendige Anwendungsreife auch unter militatischen Rahmenbedingungen

erreichen konnen.

Eine Teststrecke zur Quantenverschlusselung uber

Glasfaserkommunikation soll u. a. in dem aufzubaudenen Kompetenzentrum Quantentechnologien der

PTB realisiert werden. Sie dient insbesondere auch

dafur, eine anerkannte Prufinfrastruktur aufzubauen

und entsprechende Standards zu entwickeln. Kurzlich

wurde durch die PTB die weltweit genausee Frequenz-

ubertragung uber Glasfasern zwischen Paris und

Braunschweig demonstriert. Diese Verbindung, die

etwa alle Hundert Kilometer zuganglich ist, kann als

Testumgebung fur die Quantenverschlusselung uber

lange Distanzen ausgebaut werden. Die Verbindung

wurde kurzlich um einen Knoten in London erweitert

und soll in naher Zukunft nach Norditalien ausgebaut

werden. Europaische Metrologieinstitute haben den

Vorschlag gemacht, auf dieser Basis ein europaisches

Faserbackbone zur Frequenzverteilung zu realisieren,

das gleichzeitig zur Quantenverschlusselung genutzt

werden soll. Zur Uberwindung grosserer Distanzen

kann sich die raumfahrtbasierte Technologie der

Quantenschlusselverteilung aufgrund der signifikant

geringeren Signalabschwachung als ideale Erganzung

zu terrestrischen Entwicklungen erweisen.

Quantenschlusselausausch mittels Satelliteen ist ein

interessanter komplementarer Ansatz. Die Raumfahrt-

technologie besitzt gegenuber der Glasfaserkommunikation den Vorteil, langere Distanzen von deutlich

mehr als 100 bis 200 Kilometer uberbrucken zu

konnen. Der Fokus auf die satellitenbasierte Quanten-

kommunikation wird in der Forschungsforderung des

DLR-Raumfahrtmanagementst intensiviert werden.

### Die internationale Zusammen-arbeit gestalten

Metrologie und Standards

Auch bei zunehmeder wissenschaftlicher, wirtschafillicher und sicherheitspolitischer Konkurrenz soll die Forschung in den Quantentechnologien fur Kooperationen offenbleiben. Daher wird die Bundesregierung

\begin{tabular}{l l} \hline \hline
**Metrologie und Standards** & \\ Auch bei zunehmeder wissenschaftlicher, wirtschafillicher und sicherheitspolitischer Konkurrenz soll die Forschung in den Quantentechnologien fur Kooperationen offenbleiben. Daher wird die Bundesregierung & Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) \\  & arbeitet als nationales Metrologieinstitut in Deutschland im Bereich der Quantenmetrologie und -sensorik intensiv mit den fuhrenden Metrologieinstituten welt-weit zusammen. Zu den Kooperationspartren zahlen \\  & das National Institute of Standards and Technology (NIST) in den USA, das National Metrology Institute of Japan (NMI)) und das Nationale Institut fur physikalisch- \\  & sche und chemische Forschung (RIKEN) in Japan, das \\  & Laboratoire national de metrologie et d'essais (LNE) \\  & und Systemes de Reference Temps Espace (SYRTE) in \\  & Frankreich, das Istituto Nazionale di Ricerca Metrologie- \\  & ca (INRIM) in Italien und das National Physics Laboratory (NPL) in Grossbritannien. Die Arbeiten adressieren insbesondere die Entwicklung der nachsten Generation optimscher Uhren und optischer Resonatoren. \\  & Kurzlich wurde die weltweit genausekrequenzuber- \\  & tragung uber Glasfasem zwischen Paris und Braun- \\  & schweig demonstriert, womit es erstmals moglich ist, \\ \end{tabular}

optische Uhren schnell und prazise zu vergleichen.

Diese Zusammenarbeit soll in den kommenden Jahren weiter intensiviert werden.

Die internationale Zusammenarbeit unter Berucksichtigung quantentheoretischer Effekte ist eine wichtige Voraussetzung fur die Revision des Internationa-len Systems der Einheiten (SI) mit der anstehenden Neudefinition der Einheiten auf Quantenbasis fur die Masse (Kilogramm), fur die Stoffmenge (Mol), fur die Temperatur (Kelvin) sowie bei der Realisierung der elektrischen Einheiten. Die PTB treibt diese Arbeiten international fuhend mit voran.

Die Forschung in Europa ausbauerIm Wettbewerb um Kopte und Investitionen mussen Deutschland und Europa sich mit hochklassigen zivlien Forschungsinfrastrukturen profilieren. Dazu wird Deutschland mit dem Ziel auf wichtige Partnerlander zugehen, durch gemeinsame Projekte die Sichtbarkeit und Attraktivitat Europas fur Forschung auf den Gebieten der Quantententechnologien zu starken. Deutschland und Europa mussen fur herausragende Personlichkeiten mit besonderen Kenthnissen und Interessen in der Forschung und Entwicklung der Quantententechnologien - unabhangig von Herkunft oder Geschlecht - attraktiv sein.

In der europaischen Forschungszusammenarbeit beteligst sich Deutschland an dem ERA-NET-Programm,QuantERA"37. In diesem Rahmen fordert das BMBF zusammen mit 31 weiteren Partnern aus der EU sowie aus Israel, der Turkeit und der Schweze seit Fruhjahr 2018 gemeinsame Forschungprojekte zwischen Institute und Unternehmen aus den beteiligten Lindern. Deutschland stellt unter den Beteiligten der,QuantERA"-Projekte den mit Abstand grossten Anteil.

Footnote 37: [https://cordis.europa.eu/project/rcn/207196_en.html](https://cordis.europa.eu/project/rcn/207196_en.html); bzw. [https://www.quantera.eu](https://www.quantera.eu)

Das Forschungsprojekt der EU zu den Quantentechnologien (_EU Quantum Flagship" hat zum Ziel, Europa zur fuhrenden Region bei der wirtschaftlichen Umsetzung von Quantentechnologien zu machen. Deutschland hat diese gemeinsame europaische Grosprojekt von Beginn an intensiv begleitet und mitgestaltet, u. a. durch die personelle und finanzilele Unterstutzung des High Level Steering Comittee, das Ende 2017 ein umfangreiches Positionspapier mit Empehlungen vorgelegt hat.38 Das Arbeitsprogramm und der Forderaufruft fur die erste Phase des europaischen Flaggschiffprojekts sind Ende 2017 veroffentlicht worden.

Zahlreiche deutsche Bewerber haben sich erfolgreich daran beteiligt. Der Beginn der Projekte wird ab Herbst 2018 erfolgen. Der Start der Hauptphase ist derzeit fur 2020 geplanten. Angestrebt wird auch eine enge Verbindung uber gemeinsame Projekte mit dem erfolgreichen,,European Metrology Programme for Innovation and Research" (EMPIR) bzw. dessen Nachfolgeprogramm.

### Die Menschen in unserem Land mitehmen

Die Grundlagen zum Verstandnis von Quantentechnologien entwicklen

Neue Technologien werfen stets auch Fragen auf, die sich auf ihre etischen Grundlagen und auf okologische, okonomische, politische und soziale Folgen ihrer Anwendung beziehen. Solche Fragen werden in der gesellschaftlichen Offentlichkeit diskutiert. Entscheidungen dazu fallen im Parlament. Die Bundesregierung wird im Rahmen dieses Programms dazu beitragen, dass die notwendigen fachlichen Grundlagen dafur bereitstehen.

Eine ganz wesentliche Voraussetzung dafur ist ein moglichst allgemein verstandlicher Zugang zum Thema Quantententechnologien. Navigationsysteme basieren heute auf Satellentechnik. Trotzdem muss nicht jeder, der Navigationsysteme nutzt, Satellentechnik beherschen. Benso wenig ist es erforderlich, dass jeder Anwender von Quantentechnologien Physik studiert. Deshalb sind kunftig allgemein verstandliche-re Zugange und spezifisches Wissen zu Anwendungen der Quantentechnologien auch in der Allgemein- und Schulbildung sowie in Studiengan aufSerhalb der Physik notig, etwa in der Ingenieurausbildung. Die Bundesregierung wird zudem daran mitwirken, dass die notwendigen Grundlagen fur eine qualifizierte Ausbildung, eine informierte Diskussion und eine mundige Nutzung dieser Technologien gelegt werden.

Im ersten Schritt hat die Bundesregierung im Agendaprozess seit 2016 die Experten auch dazu um Empefehlungen gebeten, die im Rahmen dieses Programms umgesetzt werden sollen:

Didaktik: Die Quantenphysik wird heute weitestgehend theoretisch und somit fast ausschliellich mathematisch gelehrt. Daneben sind Konzepte fur einen intuitiverem Zugang wichtig - durch Lehrhittel, die Quanteneffekte moglichst direkt zeigen und einen praktischen und zum Teil spielerischen Zugang zur Quantenphysik erlauben.

Zugang: Technikmuseen oder -ausstellungen in Deutschland sollten sich kunfig verstarkt mit Experimenten oder Anwendungen der Quantententechnologien befasen.

Beteiligung: Selbermachen kann ebenfalls Zugange zu neuen Technologien oftmen und einen mundigen Umgang damit fordern. Die Bundesregierung wird daher auch zu Quantentechnologien Massnahmen in dieser Richtung entwickeln, etwa zu offenen Technologieplattformen fur Maker und KMU. Wettbewerbe haben auf anderen Technologiefeldern wie der Programmerung (_Start Coding*) oder der Robotik (_RoboCup*) bereits eine hohe Sichtbarkeit, ein breiteres Verstandnis und eine gesteigerte Motivation beim akademischen und gewerblichen Nachwuchs bewirkt. Die Bundesregierung wird prufen, wie solche Wettbewerbe im Bereich Quantentechnologien aussehen konnten.

Den Nachwuchs fur Quantentechnologien interessieren

Grundlage fur ein Verstandnis der Quantentechnologien sind die generell fur unseren Wirtschaftsstandort sesh wichtigen Qualifikationen im Bereich Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik (MINT). Die Bundesregierung, die deutschen Forschungseinrichtungen wie die Wirtschaft engagieren sich gemeinsam, um den Erwerb von MINT-Wissen und -Fahigkeiten zu forder, Perspektiven aufuzeigen und einem drohenden Fachkrafttemangel zu begegnen. Eine starkere Aktivierung des inlandischen Fachkraftetpotenzials (z. B. durch eine fruine MINT-Berufsorientie-rung an Schulen) und die Zuwarderng von Fachkraftet aus dem Ausland sind vielversprechende Wege zur Fachkraftesicherung. Internationale Fachkraftete istem MINT-Bereich schon jetzt einen wichtigen Beitrag. Laut OED hat die Bundesrepublik Deutschland mit die liberalsten Einwanderungsbestimmungen fur akademisch qualifizierte Fachkrafte aus Drittstaaten." Das offizielle Informationsportal,Make it in Germany*0

bieitet interessierten Fachkraften und Unternehmen

[MISSING_PAGE_FAIL:31]

* Mite einem Aufruf zur Einrichtung von Nachwuchsgruppen4 hat das BMBF im Jahr 2017 eine erste FordermaRnahme verroftentlicht, die spezifisch auf die Ausbildung von kunftigen Fuhrungskraften in den Quantentechnologien ausgerichtet ist. Damit unterstutzt das BMBF exzellente Nachwuchskrafte dabei, mit Forschungsprojekten den Ubergang von der Grundlagenforschung in neuartige Anwen-dungen voranzutrebien. Die Wissenschaftterinnen und Wissenschaftter in Leitungsaufgaben in Wirtschaft und Wissenschaft qualifizieren. Ab 2018 werden fur die ersten Gruppen zunachst ca. 25 Mio.
* Euro beregtseltelt. Die Nachwuchskgruppen werden regelmansig gemeinszung Workshops durchfhnen, um sich ausurauschen und zu vernetzen. Eine zweite Auswahlrunde wird 2020 durchgefuhrt.
* Im Marz 2018 hat das BMBF gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft die erste _Quantum Futur"-Akademie durchgefuhrt. Dabei handelt es sich um eine einwochige Veranstaltung fur Studentinnen und Studenten in hoheren Semestern, die in Vorlesungen, Praktika und Expertenge-sprachten auf Fuhrungsebe Einblicke in zuktelle Entwicklungen und personliche Entwicklungs-chancen in den Quantentechnologien erhalten. Die _Quantum Futur"-Akademie wird 2019 erneut durchgefuhrt. Das BMBF ist bestrebt, das Konzept mit dem Ziel weiter zu entwickeln, vergleichbacre Maßnahmen ab 2020 auf europaischer Ebene durchzufuhren und damit Europa als Standort fur den Nachwuchs in den Quantentechnologien zu profilieren.
* Bereits heute leisten FAE-Forderprojekte zum Thema Quantentechnologien auch einen sichtbaren Beitrag zur Nachwuchsforderung in diesem Themengbeit. So wurden im Rahmen von Verbundvorhaben und Technologienwicklungsprojekten des DLR-Raumfahrtmanagements mehrere Dutzenb Bachelor-, Master- und Doktorabeiten verfasst. Daruber hinaus haben sich die Jungwissenschaftter und -ingenieure aufgrund ihrer Doktoranden- und Post-Doktorandentatigkeit in den genannten Projekten neben den Voraussetzungen fur eine weiterfuhrende wissenschaftliche Laufahn auch die Qualifikation fur weiterfuhrende Aufgaben im industriellen Unffeld angeeignet. Diese erfolg

[MISSING_PAGE_FAIL:33]

## 5 Anhang: Tragerorganisationen und Ressortforschung

### Deutsche Forschungsgemeinschaft

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fordert bereits langahrig Forschung mit direktem Bezug zu Quantentechnologien. Hierbei ist zu beobachten, dass die Thematik in Antragen mitterweile ofter eine prominente Rolle eininimmt. Prognosen zu kunftigen Entwicklungen sind kaum moglich, da die Antragstellenden die Thematik der Antrage und Initiativen frei wahlen konnen und die DFG hier keine Vorgaben macht. Aus Sicht der zustandigen Abteilung gibt es keine Anzeichen dafur, dass mit einem Ruckgang der zu dem Forschungsfeld insgesamt beantragten Mittel und damit auch der Fordervolumina zu rechnen ist.

Die DFG fordert 2018 Forschung mit direktem Bezug zu Quantentechnologien mit einer jahresbezogenen Bewilligungssumme von 52,9 Mio. Euro. Hiervon entfallen 35,6 Mio. Euro auf koordinierte Programme (Forschungsgruppen, Schwerpunktprogramme, Sonderforschungsbereiche, Graduiertenkollegs, Exzellenzcluster). Die anderen 17,3 Mio. Euro entfallen auf die Einzelforderung (Programme Sachbeihilfen, Forschungsstipendien, Emmy Noether-Programm, Heisenberg-Programm, Reinhart Koselleck-Projekte), Preise sowie das Programm,,Internationale wissenschaftliche Kontakte".

Basis waren Projekte, die sich am 30.04.2018 in der laufenden Forderung befanden.

### Max-Planck-Gesellschaft

Die Max-Planck-Gesellschaft (MPG) hat fruhezitig begonnen, Grundlagenforschung zu Quantentechnologien im Sinne der zweiten Quantenrevolution zu fordern. 1981 wurde das Max-Planck-Institut (MPI) fur Quantenoptik in Garching gegrundet, 1993 das experimentelle Teilinstitut des MPI fur Gravitationsphysik in Hannover, 1994 das MPI fur die Physik komplexer Systeme in Dresden und 2009 das MPI fur die Physik des Lichts in Erlangen. Daruber hinaus beschatfigen sich auch die Max-Planck-Institute fur Festkorperforschung in Stuttgart, fur die Chemische Physik fester Stoffe inVertreter der MPG waren an der Erstellung des Konzeptpaiers der Wissenschaft (QUTEGA) maMgeblich betelligt und unterstutzen nachdrucklich die Verwendung der dort empfohlenen Forschungsforderinfstrumente, u. a. die Einrichtung von Konsortien und akademischen Nachwuchsgruppen, uber die bereits etablierten Programme hinaus. Die Konsortien in den verschiedenen Bereichen sollen dabei auf erwiesene Expertisen aufbauen, um so an verschiedenen Standorten oder auch standortubergerifend die hochstmogliche Innovation zu erreichen.

### Fraunhofer-Gesellschaft

Die Quantentechnologien werden von der Fraunhofer-Gesellschaft als bedeutende Chance fur die Zukunft des Hightech-Standorts Deutschland und Europa wahrgenommen. Im internationalen Wettbewerb zur Verwertung positioniert sich die Fraunhofer-Gesellschaft im Themenfeld mit einer Investition von ca. 20 Mio. Euro zur Forderung weitlaufiger Forschungsaktivitaten innerhalb einer priorisierten strategischen Initiative der _Agenda Fraunhofer 2022." Eine Transfer- und Verwertungsinfrastruktur fur den deutschen und europischen Wirtschaftsraum wird mit einer fachubergreifenden Bundelung der Kompetenzen von zwolf Fraunhofer-Instituten etabliert. Der digitale Wandel und die Souveranitat der digitalen Gesellschaft in Deutschland und Europa stehen im Vordergrund dieser Forderstrategie.

Als zentrales Forderprojekt der priorisierten strategischen Initiative wereint das Leitprojekt, QUILT (Quantum Methods for Advanced Imaging Solutions) unter der Koordination des Fraunhofer IOF und Fraunhofer IPM wier weitere Fraunhofer-Institute (ILT, IMS, IOSB, ITWM). Gemeinsam mit dem Institut fur Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der osterreichischen Akademie der Wissenschaften und dem Max-Planck-Institut fur die Physik des Lichts (MPG-MPL) werden international fuhrende Kompetenzen der Quantenoptik in die Entwicklung von Anwendungsszenarien und Demonstratoren im Bereich des Quantenimaging eingebunden. Ghost-Imaging fur die biomedizinische Bildgebung und die optische Fernerkundung zusammen mit quantenoptischen Produktionsverfahren im Bereich der hochauflosenden Lithografie stehen im Zentrum der Arbeiten. Der Beirat des Leitprojekts bindet zudem zentrale Akteure der deutschen Industrie im Bereich der Optik und Photochnik in die Entwicklungen ein.

In einer gemeinsamen Finanzierung mit dem Land Baden-Wurttemberg wird das in 2018 anlaufende Fokusprojekt der drei Freiburger Institute IAF, IPM und IWM die zentrale Initiative zur Verwertung von Quantensensoren bilden. Es wird in eine fur den deutschen und europischen Forschungsaum fuhrende Region der Quantensensorik eingebettetet und auf die Kompetenzentren der Universitat Stuttgart und Ulm ausgerichtet. Hierbei wird eine der vielversprechendsten Richtungen des Quantensensing aufgegriffen, weitertenwickelt und in Anwendungen uberfuhrt. Die Forschungsschwerpunkte liegen in Produktionsverfahren fur maMgescheiderte NV-Defektzentren in Diamantmatrix als auch fur optische Magnetometer, welche auf praparierten Spin-Zustanden in Gaszellen aufbauen. Es werden hochauflgeloste Messungen kleinster Strome und Magnetfelder mit raumlicher Auflosung auf der Untersten Nanoskala zuganglich. Ein breites Spektrum an Verwertungsszenarien wird in der Mikroelektronik und Medizintechnologie, der Geodasie sowie der chemischen und biomedizinischen Analytik anvisiert. Mit einem Schwerpunkt in der Analyse und Entwicklung mikro- und nanoelektronischer Bauerlemente stellt das Projekt seine Ziele in Einklang mit der _Forschungs-fabrik Mikroelektronik Deutschland".

Fraunhofer-/Max-Planck-Kooperationsprojektte spielen eine weitere wesentliche Rolle fur gemeinsame Forschungsapetheen mit Exzelenzpartern im Bereich der Quantensensorik und -metrologie. In einer Zusammenarbeit des Fraunhofer IAF mit dem MPI fur Festkorperforschung (MPG-FKF) und der Universitat Stuttgart wird hochauflosende Magnetfeldsensorik zur Kernspinsenomaszpektroskopie auf der Nanoskala adressiert. In Arbeiten des Fraunhofer IPM mit dem MPI fur Quantenoptik (MPG-MPQ) stehen ultrraprazise Frequenzkammmessungen fur die Quantenmetrologie im Vordergrund. Mit den Parthern am MPQ werden die Grundlagen fur diverse Anwendungen der Quantensensorik in hochprazisen Synchronisationstechno-logien zusammen mit hochaufgelosten Beschleunigungs- und Gravitationsmessungen realisiert.

Das _Attract"-Programm bietetet Nachwuchswissenschafterinnen und -wissenschaftern aus der Spitzenforschung die Moglichkeit, ihre Kompetenzen in die Fraunhofer-Gesellschaft einzubringen, um ausgewiesene re Forschungsschwerpunkte gezielt zu verwirklichen. Mit der Grundung einer Forschunggsruppe (Quantum Technology Laboratories GmbH) aus dem IQOQI werden die quantenoptischen Aktivitaten aus dem Leitprojekt am Fraunhofer IOF durch einen Schwerpunkt in der Quantenkommunikation erweitert. Ziel der Forschungsgruppe ist die Verschrankung von Photonenpaaren in mehreren Eigenschaften zur Steigerung der Ubertagungseffizienz in satellitenbasierten und faseroptischen Quantenkommunikationsnetwerken. Hierdurch wird die Zusammenarbeit des Fraunhofer IOF mit dem IQOQI als international ausgewiesenes Zentrum der Quanteninformationstheorie weiter vertieft. Ein gemeinsam betriebenes Joint Lab zwischen beiden Einrichtungen ist derzeit im Aufbau.

**Basistechnologien als modulare Quantentools**

Viele quantentechnologische Applikationen konnen durch ein modulares Zusammenwirken von unterschiedlichen Basistechnologien entwickelt werden. Universell einsetbare Quantentools werden durch die Kompetenzbereiche und Portfolios von Fraunhofer-Instituten der priorisierten strategischen Initiative aus den Materialwissenschaften, der Photonik und Mikroelektronik sowie den Informations- und Kommunikationstechnologien in voller technologischer Breite adressiert. Im Vordergrund derzeitiger Entwicklungsarbeiten:

* Einzelphotonentechnologien mit Quellen fur deterministische Photonen, verschrankte Photonenpaare und Plattformen fur integrierte parametrische Frequenzkonversion (Fraunhofer CAP-UK, HHI, IAF, ILT, IMM, IOF, IOSB, IPM, ITWM),
* Photonische Schnittstellen sowie integrierte Wellenleitertechnologien und Mikrooptik (Fraunhofer CAP-UK, HHI, IAF, ILT, IOF),
* Materialengineering und hochprazise Herstellungsverfahren fur Quantenmedien in der Form von isolierten Quantendots und erweiterten Anordnungen von Quantenpunkten mit massgeschneiderten Eigenschaften in definierten Tragern und Matrizen (Fraunhofer IAF, IMM, IWM).

Diese Elemente bieten modulare Technologieplattformen fur eine systematische und weitalufige Systemintegration in diversen Applikationsbereichen. Anvisierte Basistechnologien beinhalten:

Spektral abstimmbare Einzelphotonenquellen,

Photonische Platformern und photonische integrierte Schaltungen fur das Ansteuern und Auslesen isolierter Quantenzentren und Quantenarrays in der Quanteninformationsverarbeitung und Quantensenorik,

Detektoren und mikroelektronische Umgebungs-architekturen zur Erfassung, Verstarkung und Digitalisierung kleinster Signale.

Die Entwicklung der Basistechnologien wird durch den Beitrag der Fraunhofer-Institute aus der Informatik, Mathematik und Materialmodellierung weitregetragen. Hierbei stehen die Virtualisierung quantenphysikalischer Prozesse fur die Optimierung modularer Anwendungen und die Sicherung klassischer Kommunikationsnetzwerke in bestehende Sicherheheitschartiekturen im Vordergrund. Schwerpunkte werden in beiden Themenfeldern gesetzt:

Modellierung von komplexen Quantensystemen bezuglich Koharenzerfall und Energieniveautruktur sowie theoretische Analysen zu Quantenubertragungsmechanismen und Quanteninformationstransport (Fraunhofer ITMW, IWM, SCAI),

Einbindung von KI und Machine-Learning-Methoden zur Analyse des komplexen Zusammenwirkens einzelner Komponenten in modularen Quantentechnologien fur Systemoptimierung und Pruszenarien (Fraunhofer ITWM, SCAI),

Einbettung von Quantenschlusselverteilung in klassische kryptografische Protokolle sowie Anbindung von Quantenkommunikationsnetzwerken an klassische Sicherheitsarchitekturen (Fraunhofer AISEC, SIT),

Post-Quantenkryptografie (Fraunhofer AISEC, SIT).

Diese modularen Technologien sind der Ausgangspunkt fur die allgemeine Verwertungstratesge der Fraunhofer-Gesellschaft. Durch die Koordination der Forschungsaktivitaten kann der Pool an Basistechnologien synergetisch entwickelt und fur spezielle Applikationsszenarien zielgerecht platziert werden. Diese Entwicklungstrategie ist die Grundlage fur eine breite Transfer- und Verwertungsinfrastruktur.

Gehirnstromen eroffnet einen fundamentalen Zugang zur Interaktion von Mensch und Maschine. Die Geodasie und GPS-freie Navigation wird mit dem Vermessen kleinster Anderungen im Erdmagnetfeld erreicht.

Breite Einsatzmoglichkeiten der oben aufgefuhrten Entwicklungen liegen in den Bereichen der Halbleiterindustrie, Rohstoffressourcen, IT, Medizin- und Sicherheitstechnologie sowie chemische und biomedizinische Analytik.

Forschungsfeld Quantenkommunikation

Durch den Einfluss hochleistungsfahiger Informatischnologien in globalen Netzwerken gewinnen Datensicherheit und vertrauliche Kommunikationswege immer mehr an Bedeutung fur die Souveraint der digitalen Gesellschaft in Deutschland und Europa. Sichere Kommunikationsnetzwerke nehmen in modernen Informationsgesellschaften den Stellenwert einer kritischen Infrastruktur ein. Um eine rigorose Vertraulichkeit in zukunftigen Kommunikationsnetzwerken zu gewahnleisten, ist eine Erneuerung klassischer Sicherheitsachitekturen von zentraler Bedeutung. Aktuelle Aktivitaten des Fraunhofer IOF und HHI folgen der Roadmap der ESA zu einer satellitenbasierten Quantenschlusselverteilung (QKD) fur den Aufbau eines Quantenkommunikationsnetzwerks im europaschen Raum (ARTES und ScyLight). Der Forschungsschwerpunkt liegt auf standardisierten Technologien fur optische Satellitevenbindungen zwischen primaren geografischen Kommunikationspunkten und faseroptischen Netzwerken. Diese Entwicklungen werden durch die grundsatzliche Sicherheit in Datenbiertragungen mit verscharrankten Lichtteilchen als Informationstreger motifuert. Die quantenphysikalische Sicherheitsgarantie unterscheidet sich grundsatzlich von mathematischen Strategien fur kryptografische Algorithmen in gegenwartigen Technologien. Klassische Sicherheitststrategien sind von der Entwicklung neuer Angriffsmethoden und den Ressourcen des Angreifers abhangig. Durch den Wechsel zu einer quantenphysikalischen Sicherung bietet die Quantenkommunikation einen fundamentalen Beitrag zur Vertraulichkeit bei digitalen Informationen und Ubertragungen mit einem mafgeblichen Standard fur eine nachhaltige Sicherheitsstrategie. Mit den Kompetenzen des Fraunhofer AISEC und SIT wird die Kopplung von Quantenkommunikationstechnologien an klassische Sicherheitsarchitekturen erarbeitet. Diese Entwicklungen werden durch begleitende Studien zur

### Helmholtz-Gemeinschaft

**Aktuelle Aktivitaten und Kompetenzen**

In der Helmholtz-Gemeinschaft wird ein breites Spektrum an Fragestellungen im Bereich der Quantentechnologien von grundlegenden quantenphysikalischen Phanomenen uber Materialforschung und Bauteilentwicklung bis hin zur Realisierung funktionaler technischer Systeme adressiert. Derzeit arbeiten vorrangig das Deutsche Zentrum fur Luft- und Raumfahrt (DLR), das Forschungszentrum Julich (FZJ), das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und das Karlsruher Institut fur Technologie (KIT) an Themen mit Bezug zu Quantentechnologien. Innerhalb unterschiedlicher Forschungsbereiche und in forschungsbereichubergiefenden Kooperationen nutzen die funf Forschungszentren vorhandene Synergien zur gemeinsamen Beantwortung der aktuellen Forschungsfragen.

Sowohl im Programm_Future Information Technology* (FIT) als auch im Programm_Supercomputing and Big Data* forschen FZJ, HZB und KIT gemeinsam an system- und infrastrukturorientieten Konzepten der Quanteninformationsverarbeitung, die langerfristig die Entwicklung von Technologien des Quantencomputings von den Grundlagen bis zur Anwendung voranbringen. Ziel ist es, skalierbare Architekturen und Quantenalgorithmen zur Abbildung realer Problemstellungen zu entwickeln. Ein Leuchturmprojekt hierzu ist das derzeit mit Mitte nus dem Impuls- und Vernetzungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft geforderte Zukunftsthema zu skalierbaren, festkorperbasierten Quantencomputern (FZJ, RWTH Aachen, KIT). Die Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMF) am KIT und die Helmholtz Nano Facility (HNF) des FZJ bieten hierfur wichtige Infrastrukturen. Das DLR arbeitet zudem mit dem FZJ im Bereich der Anwendung von Quantencomputern in der Luft- und Raumfahrt zusammen.

Neben den Aktivitaten im Bereich des Quantencomputings liegen die Schwerpunkte der Forschungsaktivitaten beim FZJ und KIT im Bereich der Quantenmaterialien, zu denen auch grundlegende Untersuchungen vom HZB im Rahmen des Programms_FIT* durchgefuhrt werden. Beispiele reichen von topologischen Materialien fur Majorana-Qubits uber die Synthese von molekularen Quantenbausteineinen oder das Wachstum von hochreinen Halbleiterstrukturen fur Spin-Qubits zu neuen oder verbesserten Supraleitern fur Qubit-Anwendungen. Die Helmholtz-Zentren (z. B. KIT) erzweiten darauf aufbauend weit forgeschrittene Architekturen und physikalische Plattformen - sogenannte Quantensimulatoren -, die langfristig auf das universelle Quantencomputing abzielen. Mit Experimenten an komplexen Materialien liefert auch das HZDR im Programm_From Matter to Materials and Life* (MML) des Forschungsbereichs Materie einen Beitrag fur die Erforschung von Quantenzustanden wie Spinflussigkeiten oder die koharente Kontrolle von Quantensystemen auf der Nanometerskala.

Ein weitere sichtges Forschungsthema ist die Quantenkommunikation sowie die Quantenschlusselverteilung (QKD), deren Ziel es ist, die langreichweitige Ubertragung von Zustanden in Quantenprozessoren uber optische Netzwerke (_Flying Qubits*) zu ermoglichen und das Potenzial kleinerer Quantenprozessoren, die im Rahmen der Quantencomputingaktivitaten entwickelt werden, als Knoten in Quantenkommunikationstzwerken zu nutzen. Neben der Verortung des Themas Quantenkommunikation im Forschungsbereich Schlusseltechnologien ist dieses mit Fokus auf satellitengestutzte Quantenkommunikation Bestandteil der Raumfahrtforschungsaktivitaten des DLR im Forschungsbereich Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr.

Das DLR forscht aufserdem zum Thema Quantenmetrologie, das fur kommerzielle Anwendungen wie Erdbebochtung, Navigation (z. B. hochgenaue Zeitbestimmung fur die zukunftigen Generation von Navigationsastelliten) und Kommunikation, aber auch fur sicherheitskritische Anwendungen von grosser Relevanz ist. Ein weiteres Forschungsthema ist die Quantensensorik mit kalten Atomen und Bose-Einstein-Kondensate mittels Atomimetferometrie, z. B. fur inertiale Messungen von Beshelunigung und Drehraten im Weltraum.

**Auswahl der laufenden Forschungsaktivitaten**

Die Forschungsaktivitaten innerhalb der Helmholtz-Gemeinschaft sind komplementar aufgestellt. Im Rahmen der Aktuellen Forderperiode wird vor allem in folgenden Programmen zu Quantentechnologien geforscht (s. Tabelle S. 39).

Fur die Programmaktivitaten mit Relevanz fur Quantentechnologien werden rund 60 Mio. Euro der Grundfinanzierung durch das BMBF und die Lander sowie aus Mitteln des Impuls- und Vernetzungsfonds aufgewendet.

Zukunftige Aufstellung des Themas Quantentechnologien in der Helmholtz-Gemeinschaft

Um die Forschung im Bereich Quantentechnologien in der Helmholtz-Gemeinschaft auch langerfristig abzusichern und eine fuhrende Rolle im internationalen Forschungsfeld zu spielen, unterstutzen alle beteligten Forschungszentren eine weiterfuhrende institutionelle Forderung von Forschungsaktivitaten, die von der reinen Grundlagenforschung in das Vorfeld erster industrieller Anwendungen reicht. Dabei wird ungeachtet der programmatischen Verortung der Forschungsthemen innerhalb der verschiedenen Forschungsbereiche weiterhin eine inhaltliche Verschrankung angestrebt.

Im Forschungsbereich Schlusseltechnologien (zukunftig: Information) wird der Fokus in der kommenden Forderperiode noch starker auf informationstechnologischen Themen, insbesondere Quantencomputing, liegen. Neben der Untersuchung der Anwendbarkeit steht dabei auch die Forschung zu Quantenmaterialien fur hoch performante Quanteninformationshardware im Vordergrund. Aufbauerd auf den vorhandenen Forschungsinfrastrukturen sind hierzu komplementare Erweiterungen an den Standorten in Julich und Karlsruhe geplant. So strebt das FZJ fur die Qubit-Forschung einen spezifischen Ausbau der Helmholtz Nano Facility (HNF) und den Aufbau einer Nutzerinfrastruktur fur Quantencomputing (JuNIQ) an. Das KIT plant die Grundung eines Instituts fur Quantentechnologien mit dem Aufbau einer Quantum Hardware Foundry, um Materialkonzepte und Bautelumgebungen zu entwickeln. Auch im Forschungsbereich Materie werden die Forschungsaktivitaten zu Quantenmaterialien weiter fokussiert, um die fundamentalen Wechselwirkungen und Prozesse in z. B. topologischen Materialien und Spinflussigkeiten zu verstehen und anzuwenden. Des Weiteren werden atomtistische Qubits in Halbleitermaterialien mit Nanometeprazision hergestellt, bei-spielsweise fur Anwendungen in der Quantensensorik. Wesentlich sind hierbei die Forschungsinfrastrukturen, die im HZDR gezeilt weiter ausgebaut werden.

Fur die Weiterentwicklung von Quantentechnologien fur Raumfahrtanwendungen hat das DLR zudem drei Konzepte entwickelt:

1. Das DLR-Institut fur Satellitengeodasie und Inertialsensorik in Hannover soll zukunftig anwendungsoientierte Quantensensorik fur leistungsfahigere Erdebochtungsmissionen entwickeln - mit dem Ziel, Prazisionsgeodasie im Weltraum zu etablieren und optische Verfahren des Quantenengineering fur Weltaumanwendungen zu erschliessen.
2. Das Institut fur Quantentechnologien soll Themen wie Quantenmetrologie, -sensorik, -informati-onstechnik und Materiewellenoptik mit Blick auf Weltraumanwendungen erforschen.
3. Komplementar dazu soll das Galileo-Kompetenzentrum quantentechnologische Ansatze fur die nachste Generation von Satelliteinnavigationssystemen entwickeln.

Die Programmaufstellung ist Teil des Dialogs zwischen der Helmholtz-Gemeinschaft und den Zuwendungsgebern in Vorbereitung auf die vierte Programmperiede. In den 2017 formulieren Strategien haben Gemeinschaft und Forschungsbereiche bereits die Starkung der Forschungsaktivitaten im Bereich Quantentechnologien adressiert; sie sollte in den forschungspolitischen Leitlinien entsprechend verankert werden. Die auf dieser Basis konzipierten Programme werden in der strategischen Bewertung 2019 durch eine externe Gutachtergruppe evaluiert.

Einbindung innerhalb der deutschen und internationalen Forschungslandschaft Ziel der involvierten Helmholtz-Forschungszentren ist eine komplementare Aufstellung der aufseruniversitaten Forschungseinrichtungen, wobei die jeweiligen Forschungsaktivitaten uber gemeinsame Projekte wie beispielsweise im Rahmen der nationalen Initiative QUTEGA oder des europischen FET Flagship on Quantum Technologies mit Universitaten und anderen aufseruniversitaren Forschungseinrichtungen verknupft werden. Partnerschatten mit Universitaten und die Einbindung in Forschungsnetzwerkewerden nicht zulett im Rahmen der Exellenzinitiative der Bundesregierung weiter vorangetrieben.

Das FZJ hat beispielsweise mit der RWTH Aachen im Rahmen der Julich Aachen Research Alliance (JARA) u. a. das JARA-Institut Quantum Information gegrindet. Mit weiteren Partnern, z. B. dem CEA in Grenoble, ist auch eine Beteligung am EU Flagship-Projekt beantragt. Auch das DLR-Institut in Hannover knupft an das Exellenzcluster Quantum Engineering and Space-Time Research (QUEST) mit Beteiligung des Zentrums fur angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM), der PTB, der TU Braunschweig, des Hannover Institute of Technology (HITec) und des Laboratoriums fur Nano- und Quantenengineering (LNQE) der Leibniz Universitat Hannover, das im regionalen Netzwerk daruber hinaus mit dem Max-Planck-Institut fur Gravitationsphysik und der Universitat Bremen verbunden ist, an. Das DLR-Institut fur Quantentechnologien in Ulm soll zudem die Aktivitaten des Centers for Integrated Quantum Science and Technology (IQ\({}^{\pi}\)) der Universitaten Ulm und Stuttgart sowie des Max-Planck-Instituts fur Festkorperforschung in Stuttgart erganzen. Ebenso kooperiert das HZDR mit der TU Dresden und der Universitat Wurzburg im Rahmen des beantragten Exellenzclusters Komple-xitat und Topologie in Quantenmaterialien (ct.qmat), um fundamental neue Zustande von Quantenmaterie zu verstehen, zu steuern und anzuwenden. Zudem hat das HZDR Antrage im europischen FET Flagship on Quantum Technologies gestellt. Zur Bundelung der interdisziplinaren Kompetenzen auf dem Gebiet der Quantentechnologien hat das KIT mit den Universitaten in Basel, Freiburg und Strasburg den Europaischen Campus Eucor gegrundet und mit der CNRS Grenoble das Labor GREKIT mit einem Spezialfokus auf den Feldern der Supraleitung und Quantentechnologien geschaffen. Mit diesem Konsortium wurden auch Antrage im EU Flagship ermoglicht.

Die Helmholtz-Zentren kooperieren daruber hinaus bereits mit einer Reihe von internationalen Forschungseinrichtungen wie dem QuTech-Institut der TU Delft, der ETH Zurich, dem Interuniversity Microelectronics Centre (IMEC), der Skolkovo Foundation, dem Russian Quantum Center, dem National Institute for Quantum and Radiological Science and Technology in Japan, dem Weizmann-Institut in Rehovot und insbesondere dem DLR und dem NASA Ames Research Center.

Da die deutschen und europischen Forschungsaktivitaten zu Quantentechnologien im internationalen Wettbewerb stehen, mussen eineresite internatio-nale Koperation mit einschlagigen Institutionen gestarkt und andereresits internationale Wissenschaftlerinen und Wissenschaftler aktiv rekrutiert werden. Die Helmholtz-Gemeinschaft sextt sich daher fur eine gemeinsame Talentinitiative ein, die langfristig die Spitzenposition der nationalen und europischen Forschungsaktivitaten fordert.

Kooperationen mit Industriepartnern und mogliche Anwendungsbeispiele

Wenngleich die Forschung zu Quantentechnologien in den letzten Jahren signifikante Fortschritte in umsetzungsrelevanten Technologien erzielen konnte, werden zukunftige Anwendungen auch weiterhin von einer starken Grundlagenforschung profitieren, die wissenschaftliche Ergebnisse in die anwendungsorientierte Forschung einbringt. Gleichermaßen konnen projektorientietre Forschungsprogramme Partnern aus der Industrie eine exzellente Moglichkeit bieten, zukunftige Anwendungen quantentechnischer Systeme gene-meinsam mit Forschungseinrichtungen zu entwickeln.

Anwendungsbeispiele, die bereits ein starkes Interesse der Industrie erkennen lassen, kommen u. a. aus der Raumfahrt oder der Sicherheitsforschung. Genutzt werden die Quantenkommunikation fur eine sichere Informationsubertragung durch Quantenschluselverteilung und die Quantensensorik fur statellitengestutzte Erdbeobachtung, Exploration und Navigation mit Gravimetern und Atomuhren (Airbus, OHB, SpaceTech usw.). Industrieunternnehmen wie Bosch, Siemens, TRUMPF, Volkswagen etc. sind vor allem an der Optimierung von Prozessen uber Quanten-Annealing interessiert. Der Einsatz von Quanteninformationssystemen z. B. in der Luftfahrt birgt enormes Potenzial fur die Optimierung der Flugrouten im stark ausgelasteten transatlantischen Luftraum unter Berucksichtigung windoptimierter Trajektorien.

Fur ein dynamisches Forschungsokosystem von der Grundlagenforschung bis zur Markitefuhrung von Anwendungen mussen Forschungsegrebinisse zukunfig noch starker in die ingenieruwissenschaftliche Forschung und die entsprechenden technischen Ausbildungsberufe uberfuhrt werden.

### Leibniz-Gemeinschaft

In der Leibniz-Gemeinschaft fuhrt eine Reihe von Instituten ihrer Sektion D - Mathematik, Natur- und Ingenieurwissenschaften - vielfaltige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der Quantentechnologien durch. Diese Institute sind:

Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut fur Hochstrequenztechnik im Forschungsverbund Berlin e.V. (FBH), Berlin Leibniz-Institut fur Festkorper- und Werkstoffforschung Dresden e.V. (IFW), Dresden

IHP GmbH - Leibniz-Institut fur innovative Mikro-elektronik, Frankfurt/Oder

Leibniz-Institut fur Kristallzuchtung im Forschungsverbund Berlin e.V. (IKZ), Berlin Leibniz-Institut fur Photonische Technologien e.V. (IPHT), Jena

Max-Born-Institut fur Nichtlineare Optik und Kurzeitspektroskopie im Forschungsverbund Berlin e.V. (MBI), Berlin

Paul-Drude-Institut fur Festkorperelektronik im Forschungsverbund Berlin e.V. (PDI), Berlin

Weierstrass-Institut fur Angewandte Analysis und Stochastik, Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin e.V. (WIAS), Berlin

Die Forschungsthemen dieser Institute in den Quantentechnologien beruhen meist auf photonischen Technologien; sie reichen von grundlegenden Fragestellungen, z. B. zur Quantenkoharenz, uber vielfaltige Themen im Bereich der \(\verbverb_Enabling Technologies"- Materialien, Komponenten, Module -, bis zu systemischen Problemstellungen in den Bereichen der Quantensensorik, - metrologie oder -kommunikation. Die Institute mit den meisten Themen im Bereich der Quantentechnologien sind FBH, IHP und IPHT, die in allen ihren Themenfeldern eng mit industriellen Partnern kooperieren und auch in den Quantentechnologien anwendungs- und industrietaugliche Losungen anbieten werden.

Die Institute sind gegenwartig mit ihren Forschungs-arbeiten vor allem noch in ihren eigenen Netzwerken und lokalen Bezugen erfolgreich tatis, insbesondere auch in enger Zusammenarbeit mit den ansassignen Hochschulen. Auf der Ebene der Leibniz-Gemeinschaft hat vor einiger Zeit ein Strategiprozess begonnen, dessen erts Ergebnis die Beantragung eines Leibniz-WissenschaftsCampus,Photonic Quantum Technologies Berlin (QuantecB) im Berliner Raum ist. Dort liefer raumliche Fokus der Forschungsarbeiten zu Quantentechnologien in der Leibniz-Gemeinschaft; zudem forschen alle Berliner Universitat im Gebiet der photonischen Quantentechnologien. Im Laufe der Entwicklung des WissenschaftsCampus werden die anderen relevanten Leibniz-Institute, die alle in der Nahe von Berlin liegen, mittelfristig intensiv eingebunden werden.

Im Einzlenen bearbeiten die acht Institute der Sektion D der Leibniz-Gemeinschaft die folgenden Themenfelder in den Quantentechnologien:

Das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut fur Hochstrequenztechnik (FBH) erforscht elektronische und optische Komponenten, Module und Systeme aufder Basis von Verbindungshalbleitern, insbesondere fur Hochstfrequenzsender und Lichtquellen vom Infraroten bis zum UV-Bereich. Es ist ein international anerkanntes Zentrum fur III/V-Verbindungshalbleiter mit allen Kompetenzen entlang der Wertschopfungskette - vom Entwurf bis hin zur Charakterisierung von Halbleiterbauelementen, -modulen und -systemen.

Ziel der Arbeiten in den Quantentechnologien am FBH ist es, diese uber die Realisierung von mobilen und energieeffizienten elektrooptischen Modulen in verschiedenen gesellschaftstelevanten Anwendungsbereichen auch im Feldeinsatz nutzbar zu machen.

Dies setzt voraus, dass miniaturisierte elektrooptische Modulen mit der gewunschten Funktionalitat zuverlassig verfugbar gemacht und bezuglich Formfaktor, Gewicht, Leistungsaufnahme und Kosten (SWAP-C) optimiert werden. Das FBH beherrscht mit seiner Lasertechnik, seiner III/V-Halbleitertechnologie und seiner Mikrointegrationstechnologie die dafur zentralen Technologien und entwickelt sie stetig weiter.

Dafur hat das FBH in einem wettbewerblichen Verfahren innerhalb der Leibniz-Gemeinschaft eine dauerhafte Erhohung seiner Grundfinanzierung um ein Drittel (ca 4 Mio. Euro) ab 2019 eingeworben. Das FBH wird damit einen neu Forschungsbereich,,Integrierte Quantentechnologie" aufbauen. Dies wird in sehr enger Kooperation mit dem Institut fur Physik der Humboldt-Universitat erfolgen, in dem drei Lehrstuhle und zwei Nachwuchsforschungsgruppen zu Quantentechnologien forschen und heute schon sehr eng mit dem FBH zusammenneutheen. Die Bundelung der Systemkompetenz der HU Berlin mit den technologischen und Transferkompetenzen des FBH insbesondere bei Halbleiterlichtquellen lasst die rasche Realisierung von industrie- und raumfahrttaplichen Modulen und Systemen fur die photonischen Quantentechnologien erwarten.

Im Juni 2018 hat das FBH federfuhrend und in enger Kooperation mit dem MBI, dem Heinrich-Hertz-Institut, dem Fraunhofer-Institut fur Nachrichtentechnik und den drei Berliner Universitaten bei der Leibniz-Gemeinschaft den WissenschaftsCampus_Photonic Quantum Technologies Berlin" (QuantecB) beantragt. In ihm sollen die Partner ihre Forschung und Ausbildung in den photonischen Quantentechnologien mit Schwerpunkten in der Quantenkommunikation und -metrologie bundeln, wobei eine sehr relevante Breite von Fragestellungen von sehr grundlegenden Untersuchungen - z. B. zur Quantenkoharenz - uber die Losung einer Vielfalt von technologischen Fragestellungen in den,,Enabling Technologies" - z. B. zur Realisierung von photonischen Modulen auf mobilen Plattformen - bis zu systemischen Fragestellungen - wie z. B. der Realisierung und Applikation von Lichtquellen fur verschrankte Photonen fur die IR-Spektroskopie und -Mikroskopie - bearbeitet werden soll. Im Bereich der Quantenkommunikation soll ein voll operationelles Quantennetzwerk realisiert werden - mit sicheren Verbindungen zwischen den drei Berliner Partneruniversitaten und einem Testbed zur Untersuchung von Quantenbaelementen in faseroptischen Netzwerken unter realistischen Bedingungen. Das Forschungprogramm wird durch ein akademisches Ausbildungsprogramm im Rahmen des existierenden Masterstudiengangs,,Optical Sciences" der Humboldt-Universitat erganzt werden.

Das Leibniz-Institut fur Festkorper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW) betreibt moderne Werkstoffwissenschaft auf naturwissenschaftlicher Grundlage und spannt dabei einen Bogen vom Erkenntnfigortschritt auf den Gebieten Physik und Chemie bis zur technologischen Vorbereitung neuer Materialien und Produke. Das IFW forscht zu Halbleitern, magnetischen Werkstoffen und Bauelementen, die perspektivisch in den Quantentechnologien genutzt werden konnen.

Eine zentrale Fragestellung dabei ist, ob es Grenzen fur die Grosse von Halbleiterquantensystemen gibt.

Dabei geth es nicht nur um die Miniaturisierung hin zu imre klienenen MaStaben, sondern auch um die Skalierbarkeit von Quantenstrukturen nach oben, hin zu immer grosseren Netzwerken. Dies ermoglich die Untersuchung der technischen Grenzen im Bereich der Quanteninformationstechnologie.

Das Leibniz-Institut fur innovative Mikroelektro-nik (IHP) konzentriert sich auf die Erforschung und Entwicklung von siliziumbasierten Systemen sowie Hochstfrequenzschaltungen und -technologien eschlieslich der Erforschung zugehoriger neuer Materialien. Es verknupft in einem vertikalen Ansatz in einer Innovationskette Material-, Technologie-, Schaltkreis und Systemforschung. Diese Expertise kann auf verschiedenen Ebenen in die Erforschung und Entwicklung von Quantentechnologien eingebunden werden.

Hierbei stehen Hardwaresysteme als Trager, Speicher, Sender und Empfanger von Quanteninformationen im Vordergrund. Einzelne fur die Quantentechnologien relevante Schwerpunkte der Forschungsarbeiten am IHP liegen bei der Entwicklung neuer Materialsysteme aus der Gruppe der IV-Halbleiter, (kryogener) SiGe/ III-V-Mikrowellenschaltkreise zur Manipulation von Quantensystemen, elektronisch-photonisch integrierer Schaltungen auf SiGe- bzw. III-V-Basis zur Kontrolle und Manipulation von Licht sowie energieeffizienter drahltoser Sensorknoten auf Basis kryptografischer Datenprotokolle.

Das Leibniz-Institut fur Kristallzuchtung (IKZ) erforscht die wissenschaftlich-technischen Grundlagen des Wachstums, der Zachtung, der Bearbeitung und der physikalisch-chemischen Charakterisierung von kristallinen anorganischen Festkorpen, insbesondere von Halbleiter-, Oxid- und Fluorid-Kristallen. Fur die Quantentechnologien kann das IKZ einzigartige Materialien erforschen und zur Verfugung stellen. Uber das am IKZ neu etablierte Zentrum fur Lasermaterialien stehen neuartige Kristalle zur Erzeugung und Kontrolle von Licht zur Verfugung, ohne die photonische Quantentechnologien nicht realisierbar sein werden. Das IKZ kann zudem isotopenreine Si-28-Kristalle hochster Reinheit zuchten, eine denkbare Materialbasis (_Halbleitervakuum") fur das Quantencomputing.

Das Leibniz-Institut fur Photonische Technologien e.V. (IPHT) erforscht die wissenschaftlichen Grundlagen fur photonische Verfahren und Systeme hochster Sensitivitat, Effizien um Auflosung. In seiner Abteilung Quantendetektion untersuch das IPHT manntergenau die Verschiebung elektrischer Ladungen in Biomaterialien wie Zellen, Geweben oder Proteinen. Die Messungen dienen der Aufldarung grundlegender biologischer Fragestellungen und ermoglichen Ruckschlusse auf mogliche krankhafte Veranderungen. Weitere Forschungsarbeiten am IPHT in den Quantententechnologien erfolgen i) zur Quantenphotonik mit Licht-Confinement, ii) zu Einzelphotonenzahlern mit Supraleitern, iii) zu supraleitenden Qubits in Digitalschaltungen, iv) zur Axionendetektion mit optischen Magnetometern und v) zu Supraleiter-Quantensensoren.

Das Max-Born-Institut fur Nichtlineare Optik und Kurzeitspektroskopie (MBI) betreibt Grundlagenforschung auf dem Gebiet der nichtlinearen Optik und Kurzeitdynannik bei der Wechselwirkung von Materie mit Laserlicht und Rontgenstrahlung und verfolgt daraus resultierende Anwendungen. Das MBI betreibt eine umfassende experimentelle Infrastruktur fur die nichtlineare Spektroskopie und Strukturforschung im ultraschnellen Zeitbereich von Atto- bis Pikosekunden. In den Quantentechnologien sind die zwiedimensionale THz-Spektroskopie, die Beobachtung des feldgetriebenen Transports durch die THz-Emission von Ladungstragern und Photonen-Echoverfahren im infraroten Spektralbereich besonders relevant fur eine detailierte Abbildung der Dynamik und Kopplungen von koharenten Elementaranregungen.

Das Paul-Drude-Institut fur Festkorperelektronik (PDI) beschattigt sich mit Grundlagenforschung in der Materialwissenschaft und Physik fur mikro- und optolekktronische Komponenten auf der Basis von neuartigen Wirkprinzipien. Das besondere Augenmerk der Forschung liegt auf niedridigdimensionalen Systeme in nanostrukturierten Halbleitern. Die niedrigdimensionalen Systeme lassen sich perspektivisch in den Quantentechnologien nutzen. Beispielsweise realisiert und erforscht das PDI Polaritonengitter in Halbleiter-mikrokavitaten, die fur Quantensimulationen geeignet sein konnten. Dabei werden einzelne Polaritonen in den Gitterstrukturen lokalisiert.

Das Weierstrass-Institut fur Angewandte Analysis und Stochastik, Leibniz-Institut im Forschungwerbund Berlin e.V. (WIAS) betreibt Forschung in Angewandter Analysis und Angewandter Stochastik, um zur Losung komplexer Problemkerise aus Wittschat, Wissenschaft und Technik bezuitragen. Das WIAS ist einf fuhrender Partner in der weltweit anerkannten Berliner Angewandten Mathematik. Die Partner des WIAS in Wissenschaft und Industrie nutzen dessen Modelle und numerischen Verfahren fur vielfaltige Anwendungen. Die Relevanz der mathematischen Methoden des WIAS als,,Enabling Technology" fur die Quantentechnologien ist evident; z. B. erlauben sie statische und dynamische Simulationen von elektrooptischen Modulen fur die Quantenmetrologie.

Die Forschungs- und Entwicklungsaufgaben der genannten Institute auf dem Gebiet der Quantentechnologien werden in den kommenden Jahren deutlich wachsen. Dazu werden die Institute den Strategieprozes zum Themenfeld intensiv mit dem Ziel vorantreiben, die Quantentechnologien zu einem Schwerpunktthema in der Leibniz-Gemeinschaft zu machen. Die Institute konnen und wollen mit ihren vielfaltigen Kompetenzen und ihren engen Kooperationen mit den Universitaten und Hochschulen wie auch Industrieumternehmen eine tragfahige Brucke zur Umsetzung der grundlegenden Forschungsergebnisse in praktischen Anwendungen sein, vor allem in den photonischen Quantentechnologien.

Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ist im Rahmen ihrer gesetzlichen Beaufragung verantwortlich fur die Ruckfuhring im Bereich des Messwesens und die Bereitstellung von Dienstleistungen, auch im Bereich der Quantentechnologien. Beispiele fur PTB-relevante Quantentechnologien sind hochgenaue Quantententandards fur elektrische Grossen (Widerstand, Spannung), hochgenaue Sensoren fur Magnetfelder, fur Druck oder fur Temperatur, Einzelektronenpumpen mit hochgradig nichtklassischen Eigenschaften sowie Einzelphotonenquellen und -detektoren fur die Quantenradiometrie und Quantenkryptografe. Des Weiteren gehoren ultrastabile und genaue optische Uhren mit weitreichenden Anwendungsfeldern in der Kommunikation, in der Navigation und in der Geodasie zu den bedeutenden Forschungsergebnisse der PTB. In der Vergangenheit hat die PTB die Weiterentwicklung der Quantenmetrologie und der Quantensensorik im Rahmen ihrer regelmafisigen strategischen Planungen aufend des enormen wirtschaftlichen Potenzials und der zu erwartenden Nachfrage aus Forschung und Industrie konsequent ausgebaut.

Dieser entscheidende Kompetenzuuvachs in den Quantentechnologien an der PTB wurde auch durch den konsequenten Aufbau eines erfolgreichen Forschungsetzwerks in Niedersachsen und international stark unterstutzt. Dabei werden innovative Konzepte und die Uberfuhring der Quantentechnologien in die Industrie meist im Rahmen von driftmittelfinanzierten Projekten (z. B. Sonderforschungsbereiche und ein Exzellenzcluster) durchgefuhrt. Die Verzahnung des Forschungsprograms der PTB und anderer Partner (Leibniz Universitat Hannover, Max-Planck-Institut fur Gravitationsphysik, Zentrum fur angewandte Raumfahrt und Mikrogravitation, Laser Zentrum Hannover, Technische Universitat Braunschweig) hat auch den Aufbau einer nachhaltigen F&E-Infrastruktur ermoglicht. So gibt es inzwischen zwei Forschungsgebaude an der Leibniz Universitat Hannover und an der TU Braunschweig, das,,Hannover Institute of Technology" (HITec) und das LENA (Laboratory for Emerging Nanometrology). Hier bundeln Universitaten und die PTB ihre Expertise und arbeiten unter einem Dach an der Weiterentwicklung in der Metrologie und der Quantensensorik fur Anwendungen auch ausserhalb des Labors. Im Rahmen der gemeinsamen Berufungen soll durch Juniorprofessuren weitere Expertise im Bereich der Schlusselkomponenten fur Quantentechnologien aufgebaut und die Forschung zur Nutzung von Quanteneffekten in Nanostrukturen und optischen Nanomaterialien in der Metrologie und Sensorik gesstrk werden. Auf europascher und weltweiter Ebene werden in zahlreichen Forschungsprojekten und Netzwerken u. a. mit den Max-Planck-Instituten MPQ in Garching und dem MPIK in Heidelberg die verschiedenen Aspekte der metrologischen Quantentechnologien und deren industrieller Anwendung bearbeitet (s. Kapitel 3.5).

Dieser langfristige strategische Aufbau ermoglicht eine vielfaltige Unterstituzung der Industrie und die Durchfuhrung von Grossprojekten mit anderen Forschungseinrichtunen. Einige dieser Aktivitaten und der Mehrwert fur die externen Partner durch den Aufbau eines zukunifigen Kompetenzentrums fur Quantentechnologien au der PTB werden im Folgenenden beschreiben. Sie umfassen die bereits im Kapitel 3 genannten Bereiche Komponenten und Technologie, Kalibrierung und Dienstleistung, Anwendertplatformern sowie Grunderzentren, Ausbildung, Offentlichkeitsarbeit und Technologietransfer.

Elektrische Quantenmetrologie

Die PTB verfugt als weltweit einziges nationales Metrologieinstitut uber vollstandige Fertigungslinien fur Supraleiter- und Halbleiterquantennormale sowie fur elektrische Quantennormale aus Graphenschichten.

Auf dieser Basis konnte die PTB sich eine weltweit fuhrende Stellung im Gebiet der elektrischen Quantennormale erarbeiten. Darauf basierend hat die PTB bereits erfolgreiche Technologietransferprojekte in Cooperation mit und zur Unterstutzung von deutschen KMUdurchgefuhrt. Die heutige quantenbasierte elektrische Messstechnik deckt nur wenige elektrische Grossen uber enge Werte- und Frequenzbereiche ab und erfordert kostspielige Apparaturen, zu deren Bedienung ein tiefes Expertenwissen erforderlich ist. Die Industrie wird jedoch mittelfristig von den intrinsischen Vorteilen quantenbasierter elektrischer Messtechnik - hochgenaue Messungen rund um die Uhr ohne durch Rekalibrierung verursachte Ausfallzeiten - nur dann proftieren konnen, wenn die Betriebsbedingungen vereinfacht werden und die Bedienbarkeit durch Automatisierung erhoht wird. Das geplante Kompetenzentrum versetzt die PTB in die Lage, den Einsatz neuer Materialien zur Vereinfachung der Betriebsbedingungen elektrischer Quantennormale systematisch zu untersuchen und zu entwickeln. Ferner wurde ein dauerhaft finanziertes Kompetenzentrum es ermoglichen, die Entwicklung hochintegrierter elektrischer Quantenschaltungen dynamisch voranzutreiben und damit deren Grossen-, Werte- und Frequenzbereiche zu erweitern sowie in enger Kooleration mit Industriepartnern die Bedienungsfreundlichkeit und die Automatisierung quantenbasierter elektrischer Messtechnik zu verbessern.

Die ersten Aktivitaten zur Umsetzung des Quantentechnologie-Kompetenzentrums stellen einen wichtigen Beitrag zum Ausbau der Fertigungstechnologie fur Supraleiter- und Halbleiterquantennormale dar. Damit werden verstarkte Technologietranserkativitaten in diesem Bereich ermoglicht und der Aufbau von Anwenderplattformen zur Kleinserienfertigung festkorperbasierter Quantensysteme vorbereitet.

**Quantenmetrologie fur Zeit und Frequenz, Quantencomputer und Quantensimulation**

Die PTB arbeitet weltweit fuhrend an der Entwicklung von optischen Atomuhren und der dazugehorigen Peripherie, wie z. B. mikrostrukturierten Atomfallen, ultrastabilen Lasern, Glasfaserstrecken fur Frequenzbubertragung und transportablen optischen Uhren. Darauf aufbauend wurden im Rahmen von Transferprojekten und dem BMBF-Quantentechnologien-Pilotprojekt,,opticalock - Optische Einzelionen-Uhr fur Anwender"44 bereits einzeline Komponenten wie auch ganze transportable Uhrensysteme zusammen mit deutschen KMU entwickelt. Erste Anwendungen von transportablen Uhren im Bereich der Geodasie wurden im Rahmen von Driftmitteltprojekten bereits demonstriert. Daruber hinaus werden an der PTB basierend auf Verfahren der Halbleiterindustrie mikrostrukturierte Ionenfallen fur skalierbare optische Uhren und die Quanteninformationsverarbeitung entwickelt und hergestellt. Die deutsche Industrie istaktuell insbesondere im Bereich der Schlusselkomponenten fur Quantentechnologien aktiv, wie beispielsweise in der Entwicklung von Lasern und speziellen aktiven und passiven optischen Komponenten. Hier gibt es signifikanten Bedar an Transfer von Systemkompetenz sowie an mensetchnischer Unterstutzung, Validierung und Charakterisierung der Komponenten auf Hochstem Niveau. Relevante Prozesse, u. a. im Bereich der Atomfallentwicklung, sind komplex und erfordern neben Expertenwissen eine aufwendige apparative Infrastruktur, die von KMU daher nicht alleine umgestetzt werden konnen. Das Kompetenzentrum versetzt die PTB in die Lage, zusammen mit der Industrie die Entwicklung von zeitund frequenzbasierten Komponenten voranzutreiben und damit neue Anwendungen zu erschliessen. Durch die Validierung der Schlusselkomponenten, Prototypen und fertigen Gerste bei der PTB wurde die internationale Wettbewerbsfahigkeit der deutschen Industrie in diesem Bereich signifikant gestarkt. Die Verfugbarkeit von Fertigungskapazitaten fur Atomfallen in Deutschland und Europa und deren sukessive Uberfuhrung in die Industrie ist ebenfalls fur die Entwicklung von Quantencomputern, die auf gefangenen Atomen basieren, von wesentlicher Bedeutung.

Durch den Aufbau von strategischen Partnerschaften mit z. B. Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft, die uber eine entsprechende Material- und Optikkompetenz verfuggen, konnten zentrale, aktive und passive optische Schlusselkomponenten miniaturisiert und in Quantensensoren integreirt werden. Wichtige Ankungenflungspunkte bestehen ebenfalls mit den geplanten Aktivitaten im DLR-Institut fur Satellitengeodasie und Inertialsensorik in Hannover sowie im Bereich der optischen Freistrahubertragung von Daten (DLR), Zeit und Frequenz (PTB).

Weiterhin werden Schlusselkomponenten fur Quantentechnologien im Hinblick auf Betriebsfestigkeit, Dauereinsatz und Nutzung durch unerfahrene Anwender weiterentwickelt sowie die bestehende Messinfrastruktur und Charakterisierungsmoglichkeiten dieser Komponenten in Abstimmung mit der Industrie ausgebaut.

Messung kleinster MagnetfelderEine bereits in der Anwendung befindliche Quantentechnologie, die auf dem Prinzip supraleitender Quanteninterferometer (SQUID - Superconducting Quantum Interference Device) beruht, dient der ultrasensitiven Magnetfeldmessung und der empfindlichen Messung physikalischer Grossen, die sich in magnetischen Fluss wandeln lassen, wie z. B. elektrischer Strom. So werden z. B. SQUID-Magnetometer schon seit Jahren dazu benutzt, die minimalen Magnetfelder zu messen, die von der neuronalen Aktivitat des menschlichen Gehirns erzeugt werden (MEG - Magnetoenzephalografie). Weitere neue biomedizinische Analyse- und Diagnemethoden werden unter Nutzung dieser Quantensensoren u. a. in der PTB vorangetireben.

Neben SQUID-Magnetomeren stellen inzwischen SQUID-Stromspersonen eine Basistechnologie dar, wie sie in der Quantenkommunikation fur Einzelphotonendektoren, aber auch fur eine Vielzahl von Experimenten im Bereich der Grundlagenforschung benotigt werden.

Die PTB verfugt in diesem Bereich uber eine weltweit einzigartige Infrastruktur, sowohl im Bereich der Supraleiter-Dunnschichttechnologie als auch in Bezug auf die zur Verfugung stehende spezielle Mestechnik. Sie betreibt ein von der DFG gefordertes Geratezentrum, um die quantenbasierte Magnetfeldmestechnik fur ultratniedrig Magnetfelder externen Nutzern zuganglich zu machen.

Supraleitersensorentwicklungen wurden von der PTB bereits im Rahmen eines Technologietransfers in kleinem Umfang kommerzialisiert, um der Nachfrage nach entsprechenden Bauelementen und kompletten Systemzen zu entsprechen. Mit dem im Bau befindlichen Walther-Meissner-Bau auf dem Campus Berlin wird diese Infrastruktur weiter ausgebaut.

Ein Kompetenzentrum wird einen entscheidenden Beitrag dazu leisten, die Supraleitersensoretechnologie konsequent einer breiteren, vor allem auch industriellen Nutzung zuzufuhren und KMU, die in diesem Bereich Produkte entwickeln, zu unterstutzen. Eine Hurde ist dabei, dass hier, anders als bei der Halbleitersensorik, die Standardisierung von technologischen Prozessen, elektronischen Parametern, Messverfahren, Kalibiervorschriften etc. noch in den Kinderschuhen steckt. Ein Kompetenzentrum kann genutzt werden, Anwendern und Firmen entsprechende Kenntnisse, Messvorschriften, das Handling der Sensorik etc. zu vermitteln. KMU, die in diesem Feld tatis sind oder werden wollen, konnen sich eine extrem aufwendige Infrastruktur mit Fertigungstechnik in Reinraumen, magnetisch oder hochfrequenzmassig geschirmeten Kabinen, Referenzsystemen sowie hochpraziser und sensitiver elektronischer Messtechnik zunachst nicht leisten. Fur diese Firmen stellt ein Kompetenzentrum einen wertvollen Analufunkt dar.

Fur die praktische Nutzung der Supraleitungssenso-rik ist es nicht entscheidend, einen Sensorchip mit Spitzenwerten, sondern ein komplettes, robustes und handhabbares Messsystem in die Hand zu bekommen. Deshalb mussen Kompetenzen aus den Bereichen Sensorelektronik, Kuhltechnologien, elektromagnetische Schirmungen und periphere Messtechnik zusammen-gefuhrt werden. Diese Spezialkentnnisse konnen in einem Kompetenzentrum effizient entwickelt, vorgehalten und vermittelt werden.

Quantenkommunikation, Quantenkryptografie und Quantenradiometrie Die PTB kalibiert Einzelphotonendetektoren, beispielse Sillizium- und Indiumgaliumrasenlige-Photon-Avalanche-Dioden sowie supraletende Nanaddnetketron mit der weltweit kleinsten Messunsicherheit. Daruber hinaus entwickelt die PTB absolut charakterisierte Einzelphotonenquellen als neue Standardstrahlungsquellen fur die Radiometrie und die Quantenkommunikation. Fur die flachendeckende Implementierung der Quantenkommunikation und Quantenkryptografie ist die genaue Charakterisierung der verwendeten Quellen, Detektoren und Ubertraugsskanale eine unabdingbare Voraussetzung. Fur die Verbreitung von industriellen Produkten in diesem Bereich ist daher eine Rackfuhrung auf nationale Standards erforderlich. Das Kompetenzentrum versetzt die PTB in die Lage, ruckgefuhrte und damit zuverlassige Messungen auf den Gebieten der Quantenkommunikation, Quantenkryptografie und Quantenradiometrie fur Hersteller, Nutzerinnen und Nutzer anzubieten.

Daruber hinaus ermoglicht es Anwendern, Komponentenen fur die Quantenkryptografie zu testen und den Umgang mit ihnen in den Betriebsalltag einzufuhren.

Damit wird das Kompetenzzentrum eine Weiterentwicklung der Metrologie in den Bereichen Quantenkommunikation, Quantenkryptografie und Quantenradiometrie ermoglichen, die zu einer besseren Charakterisierung der verwendeten Komponenten fuhren wird. Auch werden neue Einzelphotonenquelen als Standardquellen entwickelt werden, die metrologischen Grundlagen fur eine flachendecken-de Implementierung der Quantenkommunikation ermoglichen werden.

### Bundesamt fur Sicherheit in der Informationstechnik

Grundsatzliche Aktivitaten des BSI

Das Bundesamt fur Sicherheit in der Informations-technik (BSI) beschaftigt sich seit langerem mit den Auswirkungen von potenziellen Quantencomputern auf heutige IT-Sicherheitsinfrastrukturen. Das BSI hat zur Schaffung einer deutschen Position in dieser Frage eine Studie zur Realisierbarkeit von kryptografisch relevanten Quantencomputern durchgefuhrt.45

Footnote 45: [https://www.bsi.bund.de/qcat/udie](https://www.bsi.bund.de/qcat/udie)

Daneben erfolgte eine Studie zur gitterbasierten Kryptografie, um Auswahlentscheidungen fur zukunfttige, gegen Entschlusselungsangniffe un Phillife von Quantencomputern resistente kryptografische Algorithmen. Das BSI fordert die Weiterentwicklung von relevanten Standards fur eine zukunfttige Migration auf neue Algorithmen und zur Erreichung von kryptografischer Aglilitat. Daneben wurde die Standardisierung von hashbasierten Signaturen zum quantensicheren Softwaredownload aktiv begleitet.

Das BSI begleitet vor allem folgende Forschungsschritte aktiv.

Quantencomputing und -simulation: Die Sicherheit digitaler Infrastrukturen beruht heute wesentlich auf Public-Key-Kryptografie. Dabei werden hauptsachlich Verfahren eingesetzt, die sich auf die angenommene Schwierigkeit bestimmter mathematischer Probleme stutzen. Mit den heute verfugbaren Mitteln sind die (korrekt und mit der richtigen Schlusselgrose) einggesetzten Public-Key-Verfahren nicht zu brechen. Es sind allerdings Algorithmen beschrieben, welche die genannten Verfahren mithilfe von Quantencomputern brechen konnen und damit der heutigen Public-Key-Kryptografie die Grundlage entziehen wurden. Bei symmetrischen Verfahren wurde sich die benotigte Schlussellange durch potenzielle Angriffe mit einem Quantencomputer grob verdoppeln (_Grovers Algorithmus").

Um diesem Phanomen zu begegen, wird Forschung im Bereich der sog _Post-Quantum-Kryptografie" vom BSI unterstutzt. Diese beschaftigt sich mit der Entwicklung und Untersuchung von kryptografischen Verfahren auf _klassischen Computern", die auch mit Quantencomputern nicht gebrochen werden konnen.

Die Quantenkryptografie versuch hingegen, quantenmechanische Effekte fur kryptografische Anwendungen zu nutzen.

Das BSI begleitet den Auswahlprozess weltweit nutzbarer Standards fur die Post-Quantum-Kryptografie durch das US-americikanische National Institute of Standards and Technology (NIST) intensiv und leitet s schon heute Anforderungen an Implementierungen und Standards fur zukunfttige kryptogatige Produkte abel. Im Mittelpunkt steht dabei vor allem der Einsatz von _hybriden"Verfahren, die klassische Verfahren mit geeigneten quantencomputerresistenten Losungen kombinieren. Das BSI unterstutzt die Standardisierung von Protokollen, die hybride Schlusselenigung und Signatur erlauben. Hierbei berat das BSI die Hersteller kryptografischer Produkte und leitet fur den Hochisicherheitsbereich eine Migration ein.

Die eingangs erwahnte Studie wird in den kommenden Jahren an denaktuellen Stand der Forschung und Entwicklung von Quantencomputern angepast werden.

Das Hauptergebnis der Studie ist ein Bewertungsmodell, anhand dessen eine Einordnung von gegenwartigen Technologien zur Realisierung eines Quantencomputers gemas ihrer Entwicklungststufe vorgenommen wird. Diese Studie bildet die Grundlage fur die weitere Arbeit des BSI in diesem Bereich.

Mehrere internationale Forschergruppen beschaftigen sich zurzeit intensiv mit der Sicherheit und Praktikabilitat von Post-Quantum-Kryptografie. Im Rahmen des Horizon 2020-Programms finanziert die EU zurzeit die europischen Projekte _PQCrypto", in dessen Advisory Board das BSI vertreten ist, und _SAFECrypto".

Im Auftrag des BSI hat die TU Darmstadt eine Studie zur _,Bewertung gitterbasierter kryptografischer Verfahren" erstellt. Ziel dieser Studie war es, eine Analyse der bisherigen Veroffentlichungen von gitterbasierten Public-Key-Verfahren (Schlusseleinigung, Signatur und Verschlusselung) zu erhalten.

Das BSI fordert die Implementierung quantencomputererresistenter kryptografischer Algorithmen in ausgewahlten Kryptobibliotheken". Es ist heute noch nicht absehbar, welche weiteren kryptografischen Angriffe mit Quantencomputern oder Quantensimulatorn moglich sein werden. Es zeichnen sich allerdings Anwendungen fur Seitenkanalangriffe und die Moglichkeit, klassische kryptografische Attacken mit Quantenangriffen zu kombinieren, ab. Diese Entwicklung wird vom BSI weiter verfolgt, als Forschungsthema gefordert und in technischen Richtlinien des BSI berucksichtigt.

Quanteninformatik: Das Thema Quantencomputer ist aus kryptografischer Sich hochinteressant. Dabei ist von besonderem Interesse, wie Entwicklungen bei Quantencomputern und Entwicklungen in der Algorithmik hinsichtlich der Entwicklung von quantencomputer-gestutzten kryptografischen Angriffen zusammenwirken. Auch hier ist das BSI aktiv an Forschungsvorhaben beteliigt.

Quantenkommunikation: Quantenkommunikation, insbesondere die Verteilung kryptografischer Schlussel mithilfe quantenmechanischer Effekte (QKD), ist eine Technologie, die eine sichere Datenubertragung auf Basis physikalischer Prinzipien anstelle mathematicscher Vermutungen verspricht. QKD benotigt einen zusatzlichen klassischen, authentischen Kanal. Um die Sicherheit von Produkten zur Quantenkommunikation bewerten zu konnen, betelligt sich das BSI zusammen mit Herstellern, Prufstellen, Wissenschaft, anderen Behorden wie der PTB sowie Anwendern an der Erstellung von Pruftriterien. Dies umfasst die Entwicklung von Kriterien zur Bewertung der Sicherheit gegen Seitenkanalangriffe.

Zufallszahlenerzeugung: Im Umfeld von Quantenprojekten wird die Erzeugung von sicheren Zufallszahlen als ein wichtiges Forschungsgebiet genannt und die Verwendung von Pseudozafalszahlengeneratoren kritisiert. Das BSI stellt umfangreiche technologienutrale Kriterien zur Bewertung von Zufallszahlengeneratoren zur Verfugung (AIS 20, AIS 31). Die AIS 20 und AIS 31 sind im deutschen Zertifizierungsschema (Common Criteria) verbindlich und grundsatzlich auch zur Bewertung von Quantenzufallsgenerator geeignet. Das BSI unterstuttet die Entwicklung von Quantenzufallszahlengeneratoren, die den gegenwartigen Anforderungen an physikalische Zufallszahlengeneratoren entsprechen, und schreibt in Zukunnt ggf. spezifische Anforderungen an Quantenzufallszahlengeneratoren im Hinblick auf Zertifizierung und Zulassung fort.

K cooperation: Um den Auswirkungen von Quantentechnologien auf die IT-Sicherheit sachgerecht zu begegnen, ist das Zusammenwirken von vielen Akteuren aus den verschiedensten wissenschaftlichen Bereichen (wie Physik, Informatik, Mathematik), Wirtschaft und Behorden notwendig. Das BSI wird seine Kontakte in diesem Kooperationsnetzwerk weiter ausbauer und pflegen.

### Agentur fur Innovation in der Cybersicherheit

Am 29. August 2018 stimmte das Kabinett der von der Bundesministerien der Verteidigung und des Bundesministeriers des Innerm, fur Bau und Heimat vorgeschlagen Grundung einer _,Agentur fur Innovation in der Cybersicherheit" in Form einer GmbH zu. Gegenstand der Agentur ist die Finanzierung und Forderung von ambitionierten Forschungsvorhaben mit hohem Innovationspotenzial auf dem Gebiet der Cybersicherheit und diesbezuglicher Schlusseltechnologien fur die Bedarfsdeckung des Staates im Bereich der Inneren und Aussen Sicherheit. Dabei wird die Agentur gerade die innovativen Vorhaben fordern, die sich durch eine radikte technologische Neuheit auszeichnen und durch eine markveranderndre Wirkung haben konnen.

## Impressum

* [20]