Das digitale Nervensystem moderner Gesellschaften und Wirtschaftssysteme basiert auf Kommunikations- und Informationsnetzen. In der näheren Zukunft wird auch alles Vernetzbare mit Allem vernetzt sein. In dieser hypervernetzten Welt von morgen wird die Sicherheit der Informationstechnologie (IT-Sicherheit) von entscheidender Bedeutung sein.
In den kommenden Jahrzehnten wird die IT-Sicherheit nicht mehr alleine durch mathematische Verfahren, sondern auch durch fundamentale Prinzipien der Quantenphysik gewährleistet. Hierbei werden kryptografische Schlüssel in Form von Quantenzuständen übertragen und zur Absicherung von vertraulichen Nachrichten genutzt. Dies wird eine abhörsichere Kommunikation und den Schutz vor der Entschlüsselung von Daten durch Quantencomputer ermöglichen.
Deswegen kommt der Erforschung der Quantenkommunikation – auch mit Blick auf die technologische Souveränität Deutschlands und Europas – eine Schlüsselrolle zu. Forschung zur Quantenkommunikation sind daher essenzieller Bestandteil des Rahmenprogramms zur IT-Sicherheit „Digital. Sicher. Souverän.“ der Bundesregierung.
Der Innovationshub für Quantenkommunikation soll zielgerichtet die in Deutschland bestehende sehr gute Forschungsleistung rund um die Quantenkommunikation mit der industriellen Entwicklung von Komponenten, Systemen und Lösungen für die Quantenkommunikation verbinden und hierdurch intensivieren.
Der Innovationshub besteht aus einem zentralen, koordinativ arbeitenden Schirmprojekt, das bereits viele Akteure aus aktuellen Forschungsvorhaben der Quantenkommunikation vereint und bestehende Netzwerke weiter ausbaut. Zu nennen sind hier insbesondere die Forschungsverbünde QR.X, QuNET und 6G-RIC, deren Koordinatoren jeweils Kernpartner im Schirmprojekt des Innovationshubs sind. Zusammen mit den ebenfalls beteiligten Verbänden |QBN> (Quantum Business Network) und DIVQSec (Deutscher Industrieverbund für Quantensicherheit) wird hierdurch ein deutschlandweites Netzwerk zwischen zentralen Akteuren im Bereich der Quantenkommunikation aufgespannt, welches kontinuierlich erweitert werden kann. Über den 6G-Forschungs-Hub 6G-RIC besteht eine Verbindung zur Forschung an den Kommunikationssystemen von Morgen, die während der Laufzeit des Innovationshubs weiter intensiviert werden soll. Hierzu bestehen auch bereits Kontakte zur übergeordneten 6G-Plattform. Diese sammelt für den Bereich der Quantenkommunikation relevante Information aus der 6G-Forschung und speist diese in den Innovationshub ein. Der Innovationshub fungiert somit als Schaltzentrale für alle Forschungsvorhaben des Bundesforschungsministeriums im Bereich der Quantenkommunikation und verbindet diese auch mit benachbarten Forschungsbereichen.
Neben dem Schirmprojekt werden im Hub industriegeführte Forschungsvorhaben gefördert, die sich durch den Austausch in einem Industriebeirat an den Arbeiten des Schirmprojekts beteiligen. Hierbei erfolgt eine thematische Fokussierung auf konkrete Einzelanwendungen aus der gesamten Bandbreite der Quantenkommunikation.
Diese Bündelung der deutschlandweiten und vielfach europäisch ausgerichteten Aktivitäten verfolgt das ambitionierte Ziel, frühzeitig technologische Grundlagen in der Quantenkommunikation zu entwickeln und patentrechtlich zu schützen. So soll in Deutschland das Fundament für innovative und international wettbewerbsfähige Produkte der Quantenkommunikation gelegt und eine Position als wichtiger Akteur am globalen Markt erreicht werden.
Neben den industriegeführten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wird im Rahmen des Innovationshubs das koordinativ arbeitende Schirmprojekt SQUAD gefördert, um die deutschlandweit vorhandenen Kompetenzen zur Quantenkommunikation zu bündeln und zu fokussieren (Projektlaufzeit: 01.09.2022 – 31.12.2025).
Das Schirmprojekt soll hierzu:
Das wissenschaftlich und vernetzend arbeitende Schirmprojekt initiiert hierfür geeignete Aktivitäten und setzt diese anschließend um. Es ist eng mit anderen Fördermaßnahmen innerhalb des Quantenkommunikationsbereichs abgestimmt.
Die Arbeiten werden von einem Lenkungsausschuss aus den Projektpartnern geleitet, der sich eng mit dem Industriebeirat, bestehend aus Vertreterinnen und Vertretern der industriegeführten Forschungsvorhaben des Innovationshubs, abstimmt.
Das Schirmprojekt arbeitet außerdem mit folgenden Vorhaben und Initiativen zusammen (alphabetische Reihenfolge):
Die im Innovationshub geförderten industriegeführten Forschungs- und Entwicklungsprojekte bringen Forschende aus Hochschulen, Forschungsinstituten und Unternehmen aus den Bereichen der Quantenkommunikation und aus der klassischen Kommunikationstechnologie und der allgemeinen IT-Sicherheit zusammen.
Ein Austausch von wissenschaftlichem Personal zwischen Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen innerhalb der Projektlaufzeit und darüber hinaus wird begrüßt. Vertreter aus den industriegeführten Vorhaben arbeiten im Rahmen eines Industriebeirats mit dem Schirmprojekt des Innovationshubs zusammen und haben die Möglichkeit, Ressourcen wie Testlabore mitzugestalten und zu nutzen.
Es sind bereits folgende Industrieprojekten gestartet:
Die verschiedenen Forschungsvorhaben im Bereich der Quantenkommunikation sollen im Innovationshub gebündelt werden. Somit können die Projekte sich inhaltlich gegenseitig befruchten und Sicherheitskonzepte auf Basis von Quantentechnologien besser orchestriert werden. Die großen Forschungsverbünde QR.X und QuNET sowie die Industrieverbände DIVQSec und |QBN> beteiligen sich hierzu zentral im Schirmprojekt des Innovationshubs. Auch die partnerschaftliche Zusammenarbeit mit anderen benachbarten Forschungsvorhaben (z. B. 6G-Forschungshubs) soll so besser initiiert und vorangetrieben werden.
