Zuschuss­för­de­rung von „Schlüs­sel­kom­po­nen­ten für Quan­ten­tech­no­lo­gien – Pho­to­nik For­schung in Deutsch­land“

Axel Deil­mann
Unter­neh­mens­be­ra­ter

Das Bun­des­mi­nis­te­rium für Bil­dung und For­schung (BMBF) för­dert Schlüs­sel­kom­po­nen­ten für Quan­ten­tech­no­lo­gien als vor­be­rei­tende Maß­nahme zum The­men­feld der Quan­ten­tech­no­lo­gien. Sie trägt dazu bei, die Grund­la­gen für die ­stra­te­gi­sche Ent­wick­lung des The­men­felds in Deutsch­land zu schaf­fen und das wis­sen­schaft­li­che und wirt­schaft­li­che Poten­tial der Quan­ten­tech­no­lo­gien zu erschlie­ßen.

1. För­der­ziel und Zuwen­dungs­zweck

Quan­ten­tech­no­lo­gien sind Tech­no­lo­gien, die auf der geziel­ten Aus­nut­zung von Quan­ten­ef­fek­ten beru­hen. Bei­spiele hier­für sind die Halb­lei­ter­tech­no­lo­gien, die Magnet­re­so­nanz­to­mo­gra­phie oder der Laser. Bei aktu­el­len Ent­wick­lun­gen – der 2. Genera­tion der Quan­ten­tech­no­lo­gien – steht dezi­diert der kon­trol­lierte Quan­ten­zu­stand ein­zel­ner oder gekop­pel­ter Sys­teme im Vor­der­grund, d. h. seine gezielte Prä­pa­ra­tion, seine kohä­rente Kon­trolle und nach­fol­gende Aus­lese. Dadurch erge­ben sich Mög­lich­kei­ten für neue Anwen­dun­gen in der Infor­ma­ti­ons­über­tra­gung und ‑ver­ar­bei­tung, höchst­prä­zise und ‑sen­si­ble Meß- und Abbil­dungs­ver­fah­ren oder auch die Über­win­dung heu­ti­ger Beschrän­kun­gen bei der Simu­la­tion kom­ple­xer Sys­teme.

Im The­men­feld der Quan­ten­tech­no­lo­gien hat das BMBF einen Stra­te­gie­pro­zeß der Fach-Com­­mu­nity initi­iert, wel­cher die Bedeu­tung des The­men­felds für den Wir­t­­schafts- und Wis­sen­schafts­stand­ort Deutsch­land her­aus­ge­ar­bei­tet und betont hat. Dies erfolgte in Har­mo­nie mit zeit­glei­chen Bewer­tun­gen des The­men­felds im euro­päi­schen und inter­na­tio­na­len Umfeld. Mit der vor­lie­gen­den För­der­maß­nahme setzt das BMBF erste Erkennt­nisse aus die­sen Pro­zes­sen um.

Da die neuen Quan­ten­phä­no­mene teils sehr emp­find­lich auf selbst sehr schwa­che äußere Stö­run­gen reagie­ren und daher meist sehr kurz­le­big sind, ist zu deren tech­ni­scher Nutz­bar­ma­chung ein beträcht­li­cher appa­ra­ti­ver Auf­wand erfor­der­lich. Im Regel­fall sind die erfor­der­li­chen Geräte groß und teuer. Es sol­len daher in enger Zusam­men­ar­beit zwi­schen den Her­stel­lern der Geräte und den For­schern in den Labors neue Gerä­te­ge­ne­ra­tio­nen ent­wi­ckelt wer­den, die gezielt für den Ein­satz in den Quan­ten­tech­no­lo­gien ent­wor­fen oder sub­stan­ti­ell modi­fi­ziert wur­den und die ins­be­son­dere auf­grund ihrer Sys­tem­sta­bi­li­tät und Kos­ten­ef­fi­zi­enz die Aus­sich­ten auf eine erfolg­rei­che wirt­schaft­li­che Nut­zung neuer Quan­ten­ef­fekte erheb­lich ver­bes­sern.

Eine wesent­li­che Ziel­stel­lung liegt unter ande­rem darin, ein­hei­mi­sche Unter­neh­men dazu zu befä­hi­gen, sich zu welt­weit füh­ren­den Lie­fe­ran­ten für ent­spre­chende FuE1-Aus­­­rüs­­tun­­­gen zu ent­wi­ckeln. Die betei­lig­ten For­schungs­in­sti­tute die­nen im Pro­jekt glei­cher­ma­ßen als Part­ner für die Tech­no­lo­gie­for­schung, wie auch als Eva­lua­tor für die Anwend­bar­keit der neu ent­wi­ckel­ten Geräte.

Die Bekannt­ma­chung „Schlüs­sel­kom­po­nen­ten für Quan­ten­tech­no­lo­gien” ver­folgt das Ziel, Unter­neh­men in Deutsch­land dazu zu befä­hi­gen, die vor­han­de­nen her­vor­ra­gen­den Kom­pe­ten­zen wei­ter aus­zu­bauen und sich eine füh­rende Stel­lung auf dem Welt­markt zu erar­bei­ten.

Das BMBF will mit der För­der­maß­nahme koope­ra­tive, vor­wett­be­werb­li­che Ver­bund­pro­jekte unter­stüt­zen, die zu völ­lig neuen oder wesent­lich ver­bes­ser­ten tech­ni­schen Lösun­gen im Bereich der Schlüs­sel­kom­po­nen­ten für Quan­ten­tech­no­lo­gien der zwei­ten Genera­tion füh­ren.

Die För­der­maß­nahme ist Bestand­teil des För­der­pro­gramms „Pho­to­nik For­schung Deutsch­land” und damit Teil der Hig­h­­tech-Stra­­te­­gie der Bun­des­re­gie­rung. Sie zielt auf Inno­va­tion und Wachs­tum in Deutsch­land. Die inlän­di­sche Ver­wer­tung der Pro­jekt­er­geb­nisse hat daher beson­dere Bedeu­tung.

Da Inno­­va­­ti­ons- und Beschäf­ti­gungs­im­pulse gerade auch von Unter­neh­mens­grün­dun­gen aus­ge­hen, sind sol­che Grün­dun­gen im Anschluß an die Pro­jekt­för­de­rung des BMBF erwünscht. Der Hig­h­­tech-Grün­­der­­fonds der Bun­des­re­gie­rung bie­tet hierzu Unter­stüt­zung an. Die nach­fol­gende Auf­zäh­lung ist nicht voll­stän­dig und nur bei­spiel­haft zu ver­ste­hen:

2. Gegen­stand der För­de­rung

Die För­der­maß­nahme adres­siert die F&E von Gerä­ten, Kom­po­nen­ten und Pro­zes­sen für die Quan­ten­tech­no­lo­gien. Ziel aller Pro­jekte soll es sein, sowohl opti­male gerä­te­tech­ni­sche Vor­aus­set­zun­gen für künf­tige For­schungs­pro­jekte zu Quan­ten­tech­no­lo­gien zu schaf­fen, als auch am Stand­ort Deutsch­land eine voll­stän­dige Wert­schöp­fungs­kette für die Her­stel­lung ent­spre­chen­der Anla­gen und Geräte zu eta­blie­ren.

Mög­li­che Pro­jekte könn­ten in nach­fol­gen­den Berei­chen lie­gen. Zu beach­ten ist, dass nach­fol­gende Auf­zäh­lung aus­schließ­lich im Kon­text einer Ent­wick­lung oder sub­stan­ti­el­len Modi­fi­ka­tion der genann­ten Tech­no­lo­gien für die Ver­wen­dung mit den neuen Quan­ten­tech­no­lo­gien zu ver­ste­hen ist:

v Epi­ta­xie und Pro­ze­ßie­rung von supra­lei­ten­den Schich­ten, Ver­bin­dungs­halb­lei­tern oder Dia­mant für quan­ten­tech­no­lo­gi­sche Anwen­dun­gen
v topo­lo­gi­sche Mate­ria­lien für das Quan­ten­com­pu­ting, ins­be­son­dere in Kom­bi­na­tion mit Supra­lei­tern
v effi­zi­ente Sys­teme und Ver­fah­ren zur Fixie­rung, Posi­tio­nie­rung und Implan­tie­rung ein­zel­ner Atome, Ionen oder ­Mole­küle, sowie zur Her­stel­lung von Quan­ten­punk­ten
v Quel­­len- und Detek­tor­tech­no­lo­gie (Ein­zel­pho­to­nen, ver­schränkte Pho­to­nen, hoch­ko­hä­rent, hoch­in­ko­hä­rent, super­breit­ban­dig, neue Spek­tral­be­rei­che, ins­be­son­dere für die effi­zi­ente Wech­sel­wir­kung mit Ato­men)
v Licht­quel­len mit Kohä­renz /​​ Lini­en­breite deut­lich bes­ser als 1 MHz, abso­lute Sta­bi­li­tä­ten von Fre­quen­zen im Bereich bes­ser als 10–10, Laser-Wei­ß­­lich­t­­quel­­len
v Laser­di­oden für quan­ten­tech­no­lo­gisch rele­vante Wel­len­län­gen­be­rei­che
v Meß­tech­nik (für Wel­len­fron­ten, pha­sensen­si­tiv, höchste Quan­ten­ef­fi­zi­enz, Fre­quenz­kämme)
v Daten­­ver­­ar­­bei­­tungs- und Vor­ver­ar­bei­tungs­elek­tro­nik (hohe Zeit­auf­lö­sung, geringe Tot­zei­ten, Daten­­durch­­­satz-opti­­miert, par­al­le­li­siert) ein­schließ­lich Soft­ware
v Sys­teme und Kom­po­nen­ten für den lang­wel­li­gen Spek­tral­be­reich vom Infra­rot bis in den Mikro­wel­len­be­reich, ein­schließ­lich Steu­e­­rungs- und Aus­wer­te­elek­tro­nik
v opti­sche Fre­quenz­syn­the­si­zer (pha­sen­kon­trol­lier­tes Licht, varia­ble Band­breite, auch Fre­quenz­kämme)
v Fre­quenz­kon­ver­ter für Quan­ten­licht, auch für den Mikro­­wel­­len-Spe­k­­tral­­be­­reich
v High-end Beschich­tungs­tech­nik (High-Finesse Kavi­tä­ten, Kris­­tall- und Chirp-Spie­­gel, Super-Brei­t­­band, rausch­arm)
v opti­sche Prä­­zi­­si­on­s­auf­­bau- und Ver­bin­dungs­tech­nik, Hybrid­mi­kro­auf­bau­ten, inte­grierte Lösun­gen, Baukasten­techniken, Jus­tier­stra­te­gien
v minia­tu­ri­sierte Spe­k­­tro­s­ko­­pie-Auf­­­bau­­­ten, kleine ultrasta­bile Refe­­renz-Cavi­­ties, whis­pe­ring gal­lery mode-Kop­p­­ler
v minia­tu­ri­sierte UHV-Zel­­len
v kom­pakte Kryo­küh­ler und Magnet­kryo­küh­ler

Cha­rak­te­ris­tisch für alle Vor­ha­ben soll sein, dass in Koope­ra­tion zwi­schen min­des­tens einem For­schungs­in­sti­tut und min­des­tens einem Unter­neh­men eine Geräte- bzw. Pro­zeß­ent­wick­lung gezielt für die Anwen­dung in den neuen Quan­ten­tech­no­lo­gien durch­ge­führt wird. Dazu ist es erfor­der­lich, dass zumin­dest das an der Koope­ra­tion betei­ligte For­schungs­in­sti­tut bereits über umfang­rei­che Erfah­run­gen auf dem Gebiet der Quan­ten­tech­no­lo­gien ver­fügt. Grö­ßere Kon­sor­tien sind mög­lich, sol­len sich jedoch immer auf eine kon­krete gerä­te­tech­ni­sche Ziel­set­zung aus­rich­ten. Die Bün­de­lung ver­schie­de­ner Geräte- oder pro­zeß­tech­ni­scher Auf­ga­ben­stel­lun­gen in einem Kon­sor­tium ist nur dann zuläs­sig, wenn dies aus sach­li­chen Grün­den gebo­ten ist.

3. Zuwen­dungs­emp­fän­ger

Antrags­be­rech­tigt sind Unter­neh­men der gewerb­li­chen Wirt­schaft, die zum Zeit­punkt der Aus­zah­lung einer gewähr­ten Zuwen­dung eine Betriebs­stätte oder Nie­der­las­sung in Deutsch­land haben, Hoch­schu­len und außer­uni­ver­si­täre ­For­schungs­ein­rich­tun­gen. For­schungs­ein­rich­tun­gen, die von Bund und /​​ oder Län­dern grund­fi­nan­ziert wer­den, kann neben ihrer insti­tu­tio­nel­len För­de­rung nur unter bestimm­ten Vor­aus­set­zun­gen eine Pro­jekt­för­de­rung für ihre zusätz­lichen pro­jekt­be­ding­ten Aus­ga­ben bezie­hungs­weise Kos­ten bewil­ligt wer­den.

Die Betei­li­gung klei­ner und mitt­le­rer Unter­neh­men ist aus­drück­lich erwünscht und führt bei der Pro­jekt­be­gut­ach­tung zur Auf­wer­tung.

4. Zuwen­dungs­vor­aus­set­zun­gen

Vor­aus­set­zung für die För­de­rung ist das Zusam­men­wir­ken meh­re­rer unab­hän­gi­ger Part­ner zur Lösung gemein­sa­mer F&E‑Aufgaben (Ver­bund­pro­jekte). Eine För­de­rung von Ein­zel­vor­ha­ben ist nicht beab­sich­tigt.

Die Vor­ha­ben soll­ten ent­lang der Wert­schöp­fungs­kette struk­tu­riert sein, dem­entspre­chend sol­len alle Part­ner ein­be­zo­gen wer­den, die für eine Ver­wer­tung der Pro­jekt­er­geb­nisse erfor­der­lich sind.

Die Part­ner eines Ver­bund­pro­jekts regeln ihre Zusam­men­ar­beit in einer schrift­li­chen Koope­ra­ti­ons­ver­ein­ba­rung. Vor der För­der­ent­schei­dung über ein Ver­bund­pro­jekt muß eine grund­sätz­li­che Über­ein­kunft über bestimmte vom BMBF vor­ge­ge­bene Kri­te­rien nach­ge­wie­sen wer­den.

5. Art und Umfang, Höhe der Zuwen­dung

Zuwen­dun­gen wer­den im Wege der Pro­jekt­för­de­rung als nicht rück­zahl­bare Zuschüsse gewährt. Bemes­sungs­grund­lage für Zuwen­dun­gen an Unter­neh­men der gewerb­li­chen Wirt­schaft sind die zuwen­dungs­fä­hi­gen pro­jekt­be­zo­ge­nen Kos­ten, die in der Regel – je nach Anwen­dungs­nähe des Vor­ha­bens – bis zu 50 % anteil­fi­nan­ziert wer­den kön­nen. Nach BMBF-Grun­d­­sä­t­­zen wird eine ange­mes­sene Eigen­be­tei­li­gung – grund­sätz­lich min­des­tens 50 % der ent­ste­hen­den zuwen­dungs­fä­hi­gen Kos­ten – vor­aus­ge­setzt.

Bemes­sungs­grund­lage für Hoch­schu­len, For­­schungs- und Wis­sen­schafts­ein­rich­tun­gen und ver­gleich­bare Insti­tu­tio­nen sind die zuwen­dungs­fä­hi­gen pro­jekt­be­zo­ge­nen Aus­ga­ben (bei Hel­m­holtz-Zen­­tren und der Fraun­­ho­­fer-Gesel­l­­schaft die zuwen­dungs­fä­hi­gen pro­jekt­be­zo­ge­nen Kos­ten), die indi­vi­du­ell bis zu 100 % geför­dert wer­den kön­nen. Bei For­schungs­vor­ha­ben an Hoch­schu­len oder Hoch­schul­kli­ni­ken wird zusätz­lich zu den zuwen­dungs­fä­hi­gen Aus­ga­ben eine Pro­jekt­pau­schale in Höhe von 20 % gewährt.

Deil­mann Busi­ness Con­sul­ting ist lang­jäh­rig auf die För­der­mit­tel­be­ra­tung von KMU spe­zia­li­siert. Wir haben bereits zahl­rei­che Pro­jekte mit Finan­zie­rungs­för­de­run­gen und Zuschüs­sen erfolg­reich beglei­tet. Durch unsere bun­des­weit sehr gute Ver­net­zung mit den För­der­insti­tu­tio­nen und unsere Erfah­rung in den Bean­tra­gungs­pro­zes­sen zeich­nen wir uns durch eine pro­fes­sio­nelle Ana­lyse, eine aus­ge­feilte Kon­zep­tion und eine erfolg­rei­che Antrag­stel­lung in der För­der­be­ra­tung aus.

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