Um die Quantenforschung in Rheinland-Pfalz stärker zu vernetzen und zu koordinieren, schließen sich die Universitäten in Kaiserslautern und Mainz mit dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) sowie dem Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM zur Quanteninitiative Rheinland-Pfalz, kurz QUIP, zusammen. Ziel dabei ist es auch, den wissenschaftlichen Nachwuchs in den Quantentechnologien gezielt auszubilden und für dieses neue Wirtschaftsfeld fit zu machen. Dazu sind unter anderem ein Graduiertenkolleg und Sommerschulen geplant. Ausländische Studierende sollen zudem bei Forschungsaufenthalten Einblick in die Arbeiten an den beteiligten Einrichtungen erhalten. Das rheinland-pfälzische Wissenschaftsministerium fördert QUIP für drei Jahre mit rund 1,2 Millionen Euro.
Den Förderbescheid hat Wissenschaftsminister Clemens Hoch am 17. März an der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität (RPTU) in Kaiserslautern übergeben.
Quantentechnologien werden es in Zukunft ermöglichen, zentralen Herausforderungen wie in den Bereichen Computing, Sensorik, Energietechnik, Logistik und Nachhaltigkeit mit völlig neuen Werkzeugen und Methoden zu begegnen. Quantencomputer werden Rechenoperationen etwa deutlich schneller ausführen, als dies Supercomputer derzeit bewerkstelligen. Und Quantensensoren könnten beispielsweise Hirnströme und winzige Magnetfelder wesentlich effizienter messen oder Quantenverschlüsselungsprogramme eine absolut sichere Verschlüsselung bei der Nachrichtenübertragung gewährleisten. Das sind nur drei Beispiele, die zeigen, wie die Technologien in verschiedenen Gebieten zum Einsatz kommen können.
In den vergangenen Jahren hat die Forschung die Grundlagen dafür gelegt. Auch die Quantenforschung an den Universitäten in Kaiserslautern und Mainz hat einen großen Anteil daran. „Entscheidende Beiträge zur Entwicklung moderner Quantentechnologien sind auf Mainzer und Kaiserslauterner Arbeiten zurückzuführen, wie sogenannte 2-Qubit-Gatter und Rydberg-Gatter, die zum Beispiel in Quantencomputern als Bausteine zum Einsatz kommen, um damit Rechenoperationen durchzuführen“, sagt Professor Dr. Herwig Ott, der die Initiative koordiniert und an der RPTU in Kaiserslautern zur Quantenatomoptik forscht. Aber auch in außeruniversitären Forschungseinrichtungen und Unternehmen in Rheinland-Pfalz spielen diese Technologien schon lange eine wichtige Rolle, insbesondere bei der Entwicklung und dem Testen von Quantenalgorithmen.
Das rheinland-pfälzische Wissenschaftsministerium hat im März 2022 den Workshop „Quantentechnologie in Rheinland-Pfalz“ durchgeführt. Dieser habe gezeigt, dass das Land im Bereich der Quantentechnologie breit aufgestellt sei, Forschende auf ihrem Gebiet teilweise national und international führend seien und Rheinland-Pfalz über ein hohes Drittmittelvolumen im Bereich der Quantentechnologie verfüge. „Quantentechnologie ist eine Schlüsseltechnologie der Zukunft; der durch sie bedingte Technologiesprung wird die Welt nachhaltig verändern. Es war wichtig, dass dieser Workshop durchgeführt wurde, denn als Bereiche mit Chancen und Potentialen hat er eine bessere Vernetzung der Akteure über Einrichtungen hinweg, eine bessere Sichtbarkeit des Quantentechnologie-Standortes Rheinland-Pfalz und die Gewinnung, Ausbildung und Bindung von Nachwuchskräften aufgezeigt. Hier unterstützten wir gerne auf dem Weg in die Zukunft und stellen zur Umsetzung der Quanten-Initiative Rheinland-Pfalz bis Ende 2024 1,2 Millionen Euro zur Verfügung, um unter Berücksichtigung dieser Ergebnisse eine Stärkung von Forschung und Innovation im Land zu erreichen“, sagte Wissenschaftsminister Clemens Hoch.
An QUIP sind die Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), die RPTU, das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) und das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM beteiligt.
Eine wichtige Aufgabe, die sich die Initiative auf die Fahnen geschrieben hat, ist dabei die Nachwuchsförderung, wie Professor Dr. Werner R. Thiel, Vizepräsident für Forschung und Technologie an der RPTU in Kaiserslautern, ausführt: „Wir möchten Studieninteressierte, Studierende und Graduierte aus aller Welt für den Standort Rheinland-Pfalz gewinnen und hier aus- und weiterbilden. Auch möchten wir ihnen ein Angebot machen, nach dem Studium oder der Promotion in Rheinland-Pfalz zu bleiben.“ Professor Dr. Stefan Müller-Stach, Vizepräsident für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs an der JGU, ergänzt: „Derzeit fehlt es in der Region an Fachkräften, die sich mit diesen neuen Technologien auskennen. Auch diesem Bedarf möchten wir mit der neuen Initiative Rechnung tragen.“
Geplant ist ein Graduiertenkolleg, das allen Doktorandinnen und Doktoranden aus den Quantenwissenschaften in Rheinland-Pfalz offensteht und in dem sie sich untereinander vernetzen können. Zudem sieht das Kolleg Soft Skill-Seminare, ein Coaching- und ein Mentorenprogramm sowie die Einrichtung sogenannter wissenschaftlicher Fokusgruppen vor, bei denen jeweils ein Bereich aus der Quantenforschung im Mittelpunkt steht. Auch soll es regelmäßige Treffen der Beteiligten und Vortragsreihen geben.
Im Rahmen von Sommerschulen sollen Promovierende darüber hinaus die Möglichkeit haben, sich intensiver mit den Bereichen Quantencomputer und Quantensensorik zu befassen. Weiterhin wird QUIP ein- bis sechsmonatige Forschungsaufenthalte anbieten, bei denen vor allem ausländische Studierende Einblick in die Arbeit der Universitäten und Institute erhalten sollen.
Damit QUIP besser sichtbar ist, soll es eine zentrale Anlaufstelle geben, die unter anderem für Anfragen zuständig ist und Kontakte vermittelt. Zudem wird die Internetseite „Quanteninitiative Rheinland-Pfalz“ Angebote und Informationen für verschiedene Zielgruppen bereithalten.
Fragen beantwortet:
Professor Dr. Herwig Ott
Arbeitsgruppe Quantenatomoptik/Fachbereich Physik
RPTU in Kaiserslautern
Tel.: 0631 205-2817
E-Mail: ott(at)physik.uni-kl.de