Hamburg setzt auf Quantencomputing als Zukunftstechnologie

Bundesregierung fördert Quantentechnologien mit 878 Millionen Euro. Hamburg will Forschung vorantreiben
27. Mai 2021
Computer chip

Eine große Chance für den Innovationsstandort Hamburg: Die Bundesregierung will künftig Quantentechnologien und Quantencomputing stärker fördern und einen deutschen Quantencomputer sowie entsprechende Software und Anwendungen entwickeln lassen. Dafür sollen für die kommenden vier Jahre im Etat des Bundeswirtschaftsministeriums 878 Millionen Euro zur Verfügung stehen. Unter anderem soll das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zwei Konsortien mit Partnern aus der Industrie, kleinen und mittleren Unternehmen (KMU), Startups und der Forschung aufbauen. Die Stadt Hamburg will dabei ihre Kompetenzen in Forschung und Wissenstransfer zum Quantencomputing einbringen.

Quantencomputing: Hamburg will Impulsgeber unterstützen

„Der Quantentechnologie kommt in den nächsten Jahren eine herausragende Bedeutung zu, Deutschland wird sich hier international messen lassen müssen. Deshalb unterstützen wir in Hamburg die Initiative des Bundes vollumfänglich und treiben das Thema Quantencomputing auch in der Hansestadt intensiv voran“, sagt Michael Westhagemann, Hamburgs Senator für Wirtschaft und Innovation. Hamburg wolle künftig neben den städtischen Hochschulen auch in Hamburg ansässige Unternehmen und Startups bei der Entwicklung der Technologie unterstützen.

Hochschulen forschen zum Thema Quantentechnologien

Bereits jetzt gehört die Universität Hamburg mit dem Zentrum für Optische Quantentechnologien (ZOQ) und dem Institut für Laserphysik (ILP) zu den weltweit führenden Standorten im Bereich der Quantentechnologien. Die Technische Universität Hamburg (TU Hamburg) bringt Quantencomputing in die fachübergreifende Anwendung in den Ingenieurswissenschaften: Digitale Modellierung, Optimierung und Simulation verschiedener Prozesse und Systeme sind Basis der wissenschaftlichen Arbeit in vielen Bereichen und Gegenstand DFG-geförderter Forschungsprojekte.

Prof. Dr. Andreas Timm-Giel, Präsident der TU Hamburg, sagt: „Quantencomputing ist ein vielversprechender und spannender Ansatz, um komplexe technische Problemstellungen zu lösen und damit die gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit anzugehen. An der TU Hamburg wollen wir gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft die dafür notwendigen Methoden und Verfahren entwickeln.“ Mit seiner Mikrosystemtechnik und integrierten Photonik könne die TU Hamburg zudem einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung eines Quantumcomputers leisten, so Timm-Giel weiter.

Verbund von Wissenschaft und Wirtschaft

Wissenschaftssenatorin Katharina Fegebank erklärt, die Hansestadt wolle Wissenstransfer und Anwendungsbereiche im gemeinsamen Verbund von Wissenschaft und Wirtschaft von Anfang an mitdenken. Mit NXP Semiconductors verfüge die Hansestadt etwa über ein Industrieunternehmen am Standort, das in der Lage sei, die im Konzern verfügbare Hard- und Softwareentwicklung für die Forschung und Entwicklung von Quantencomputertechnologie beizusteuern.

Vor dem Hintergrund der Corona-Krise hatte die Stadt für 2021 zusätzlich 20 Millionen Euro in die Innovationsförderung bei der IFB Hamburg (Hamburgische Investitions- und Förderbank Hamburg) investiert, wovon Zukunftsthemen wie Künstliche Intelligenz oder Quantencomputing profitieren sollen. „Hamburg verfügt mit weltweit führenden Forschungseinrichtungen und vielfältigen Förderprojekten über herausragende wissenschaftliche Expertise im Quantencomputing. Mit diesem großen Know-how wollen wir die Forschung zum Quantencomputing technologieoffen weiter voranbringen“, so Fegebank.
tn/sb/kk

Was ist Quantencomputing?

Quantencomputer versprechen die Grenzen der Recheneffizienz stark zu erweitern und damit Probleme zu lösen, mit denen heutige Systeme überfordert sind. 

  • In einem Quantencomputer werden Informationen quantenmechanisch behandelt; Register und Speicherinhalte können mehrere Werte gleichzeitig in Überlagerung enthalten und Befehle wirken sich simultan auf all diese Werte aus. Damit ist bereits ein einziger Quantenprozessor intrinsisch hoch parallel.
  • Grundlage für Quantencomputer in der Quanteninformatik sind die Qubits. Das Qubit ist das Pendant zum klassischen Bit bei herkömmlichen Computern: Es dient als kleinstmögliche Speichereinheit und definiert gleichzeitig ein Maß für die Quanteninformation.
  • Problem bei der Entwicklung von Quantencomputern ist die große Anfälligkeit von Quantenzuständen gegenüber Störungen. Dies erfordert umfangreiche Fehlerkorrekturen, die derzeit noch nicht möglich sind.
  • Ein universell nutzbarer Quantencomputer wird voraussichtlich Entwicklungszeiten von zehn, 15 Jahren benötigen.

Wo stehen wir aktuell in Deutschland?

  • Deutschland und Europa haben eine starke wissenschaftliche Basis, die es für die Entwicklung von Quanten-Software und – Hardware zu nutzen gilt.
  • Die aktuell diskutierten Technologien für Quantencomputer-Hardware werden in Deutschland in der Forschung bearbeitet.
  • Ein industrielles Innovationssystem sowie eine Anwendercommunity müssen sich entwickeln.
  • Mit einer breit angelegten Strategischen Initiative zu Quantencomputing eröffnet sich zugleich die Chance zur Entwicklung eines Quantentechnologie-Ökosystems, das für eine zukünftige wirtschaftliche Umsetzung steht.

Quelle: Bundesministerium für Bildung und Forschung