Quantentechnologie

Quantentechnologie wird unsere Welt verändern – in Wissenschaft, Industrie, Wirtschaft und Alltag.

Wolfgang Marquardt

Die Entwicklung und Nutzung  der Quantentechnologie ist eines der ambitioniertesten technologischen Ziele der heutigen Wissenschaft. Die Auswirkungen auf Gesellschaft und Wirtschaft sind heute kaum absehbar. Die Mission der Helmholtz-Gemeinschaft ist es, zur Lösung bedeutender und drängender Fragen sozialer, wissenschaftlicher und wirtschaftlicher Natur beizutragen. Im Bereich der Quantentechnologieforschung ist Helmholtz ein nationaler und europäischer Treiber und wissenschaftlich-technischer Wegbereiter. Gemeinsam mit Partnern an Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Industrie will die Gemeinschaft die Entwicklung der Quantentechnologien von der Grundlagenforschung über die Systementwicklung bis hin zur Anwendung vorantreiben.

Helmholtz ist in den fünf Hauptbereichen Quantencomputing, Quantenkommunikation, Quantensensorik, Quantenmaterialien und Grundlagenforschung sowie Simulation und numerische Methoden aktiv. Daneben entwickelt, baut und betreibt die Helmholtz-Gemeinschaft starke Infrastrukturen zur Erforschung der Quantentechnologien. 

Quantensimulation und numerische Techniken

Simulationen und numerische Techniken sind das Herzstück für die optimale und effiziente Nutzung zukünftiger Quantensysteme. Denn zum einen sind Simulation, Leistungsvergleich (Benchmarking) und Kontrolle von Viel-Qubit-Systemen unerlässlich, um Quantensysteme der Zukunft mit einer hohen Qubit-Anzahl zu entwickeln. Zum anderen werden Hybrid-Simulationen, die klassische und quantenbasierte Ansätze vereinen, mit optimierten numerischen Techniken in Physik, Chemie, Biologie und anderen Forschungsfeldern einen Beweis für die Verwendbarkeit von Quantencomputern neben klassischen Computern liefern. Dies wird völlig neue Wege in der Wissenschaft eröffnen und es ermöglichen, Probleme zu lösen, die heute nicht zu bewältigen sind.

In der Quantentechnologie will die Helmholtz-Gemeinschaft die Simulation als dritte Säule neben Theorie und Experiment stärken. Kurzfristiges Ziel ist es Algorithmen, Methoden und Werkzeuge für bahnbrechende Berechnungsmöglichkeiten zur Lösung bisher unlösbarer Rechenprobleme in Wissenschaft und Industrie zu entwickeln. Langfristig soll in gemeinsamer Anstrengung aller Helmholtz-Zentren ein breit einsetzbares Softwarepaket entwickelt werden, das einer großen Forschergemeinde verschiedener Disziplinen hilft, effiziente Quantenberechnungen durchzuführen.


Hintergrund und Strategie

Glossar

Hier finden Sie Erklärungen wichtiger Begriffe zur Quantentechnologie.

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