Programm
Quantencomputing spielt eine wichtige Rolle für Deutschlands Ziel, sich als Spitzenstandort für digitale Zukunftstechnologien aufzustellen. Daher hat sich die Bundesregierung in der Hightech Agenda Deutschland das Ziel gesetzt, bis 2030 zwei Quantencomputer auf europäischem Spitzenniveau verfügbar zu machen.
Herausforderung und Handlungsbedarf
Aktuelle Anstrengungen auf dem Weg zur wirtschaftlichen Nutzung von Quantencomputern beschränken sich bislang jedoch häufig auf die Exploration einzelner Anwendungsfälle oder die Implementierung exemplarischer Proof-of-Concept-Lösungen. Zugleich erfordern Programmierung und Nutzung von Quantencomputern derzeit noch einen erheblichen Aufwand, multidisziplinäre Expertise sowie hardware- und anwendungsspezifische Maßarbeit. Dies erschwert vielen Unternehmen den Zugang zu Quantencomputing und seiner praktischen Nutzung erheblich.
Um die großen Wertschöpfungspotenziale des Quantencomputings zu erschließen, benötigen potenzielle Anwender daher einen niederschwelligen Zugang zu dieser Technologie. Eine Schlüsselrolle kommt der Entwicklung geeigneter Softwareabstraktionsschichten und -komponenten sowie deren effizientem Zusammenspiel zu.
Technologieprogramm QC Next: Ziel und Ansatz
Als Flaggschiffmaßnahme der Hightech Agenda Deutschland fördert das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) mit dem Technologieprogramm QC Next die Entwicklung eines umfassenden modularen Software-Stacks. Im Zentrum des Programms steht die Konzeption einer übergeordneten, offenen Referenzarchitektur mit einheitlichen, standardisierten Schnittstellen. Diese wird anhand konkreter Anwendungen aus der Wirtschaft validiert und durch Vorgehensmodelle sowie weitere Softwarebausteine ergänzt.
Auf dieser Grundlage sollen Quantencomputing-Lösungen systematischer entwickelt und einfacher in bestehende industrielle Prozesse integriert werden können. Gleichzeitig bieten sich Anbietern von Quantencomputing-Hard- und -Software neue Möglichkeiten für innovative Geschäftsmodelle sowie ein vereinfachter Zugang zu potenziellen Kunden. Das Technologieprogramm trägt damit zum Aufbau und zur Stärkung eines leistungsfähigen Quantencomputing-Ökosystems in Deutschland und Europa bei.
Struktur: Leit- und Satellitenprojekte
Die Entwicklung eines breit akzeptierten, modularen Software-Stacks erfordert das koordinierte Zusammenwirken zahlreicher Partner. Das Technologieprogramm QC Next greift diesen Ökosystemgedanken gezielt auf, indem es ein zentrales Leitprojekt mit ergänzenden Satellitenprojekten kombiniert.
Im Leitprojekt werden die Referenzarchitektur als strukturelles Gerüst des Software-Stacks sowie erste Implementierungen aller notwendigen Komponenten entwickelt. Die Satellitenprojekte erfassen hingegen die industriellen Anforderungen verschiedener Use Cases, validieren damit die Referenzarchitektur und ergänzen den Software-Stack um spezifische Softwarekomponenten.
Insgesamt entsteht so ein Baukastensystem mit interoperablen Softwaremodulen für eine Vielzahl von Anwendungsfällen. Unterstützt durch Blueprints und geeignete Vorgehensmodelle soll dieses System den industriellen Einsatz von Quantencomputern erheblich erleichtern. Zugleich bildet es den Kern eines offenen Ökosystems, das für die Akzeptanz und Verbreitung des Software-Stacks eine zentrale Rolle spielt.
Förderrahmen
Gefördert werden Forschungs- und Entwicklungsvorhaben aus Verbünden zwischen Wissenschaft und Wirtschaft im Technology Readiness Level 4 bis 7. Für das Technologieprogramm stehen – vorbehaltlich verfügbarer Haushaltsmittel – bis zu 38 Millionen Euro zur Verfügung.
