Bekanntmachung des BMBF: Förderung von Projekten zum Thema „Lokale Netze zur Quantenkommunikation (Q-LAN)“
Gegenstand der Förderung
Derzeit leisten Quantenkommunikationsnetze eine Übertragung von Quantenschlüsseln auf Strecken von weniger als etwa 100 km. Forschungsbedarfe bestehen jedoch bei der Vernetzung von Quantenelementen auf kurzen Strecken, wie beispielsweise in Gebäuden, in Campusnetzen oder Metropolregionen. Zur Realisierung solcher universellen Verbindungen können und müssen teilweise andere Technologien für Komponenten, Übertragungskanäle und Übertragungsprotokolle eingesetzt werden als bei der Quantenschlüsselverteilung über größere Distanzen. Die dabei auftretenden Fehlerquellen unterscheiden sich in ihrer Signifikanz von denen in Weitverkehrsnetzen. Die Korrektur solcher Übertragungsfehler auf kurzen Strecken ist essentiell für den Aufbau künftiger vielseitiger Quantennetze.
Gegenstand der Förderung bilden daher Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu den grundlegenden Komponenten und Übertragungstechnologien sowie zur Architektur sicherer und effizienter lokaler Quantennetze, von der Überbrückung weniger Meter bis hin zu einem Campusnetz. Forschungsfragen ergeben sich beispielsweise in den Bereichen:
- experimentelle Realisierungsmöglichkeiten für Q-LANs mit verschiedenen Plattformen (idealerweise mit Demonstrator)
- Entwicklung von Netzwerkprotokollen für eine sichere und effiziente Vernetzung von Quantenelementen in einem Q-LAN
- Erforschung von Verfahren zur Fehlerkorrektur und zur Fehlerreduktion für die Übertragung von Quanteninformation auf verschiedenen Kanälen über kurze Distanzen
- Untersuchungen zu physikalischen Limitierungen bei der Vernetzung allgemeiner Quantenelemente über kurze Distanzen und technologische Möglichkeiten, wie diese ausgereizt werden können
Die Aufzählung ist als beispielhaft und nicht vollständig anzusehen. Die gewählten Ansätze sollen in einem nachhaltigen technologischen Fortschritt resultieren. Die grundsätzliche Praxistauglichkeit der erforschten Technologie soll nach Möglichkeit innerhalb der Projektlaufzeit demonstriert werden. Eine Einbindung von Know-how-Trägern auf Seiten der Industrie wird daher begrüßt. Querschnittsthemen wie Normung, Standardisierung und vorbereitende Arbeiten zur Zertifizierung sollten, soweit erforderlich, in den Vorhaben berücksichtigt werden.
Im Rahmen der Bekanntmachung werden vorzugsweise Verbünde, in begründeten Ausnahmefällen auch wissenschaftliche Einzelvorhaben in der Regel für bis zu drei Jahre gefördert. Die skizzierten Lösungen müssen deutlich über den aktuellen Stand der Wissenschaft und Technik hinausgehen.
Besondere Zuwendungsvoraussetzungen
Gefördert werden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, die den Stand der Technik deutlich übertreffen und durch ein hohes wissenschaftlich-technisches sowie wirtschaftliches Risiko gekennzeichnet sind. Die Vorhaben müssen die in Nummer 2 (Gegenstand der Förderung) genannten Anforderungen an ihre wissenschaftlich-technische Zielsetzung erfüllen und sollen die Grundlage für weiterführende Innovationsprozesse legen. Die Förderung ist in der Regel auf einen Zeitraum von drei Jahren ausgelegt.