Mit Quantentechnologien wird ein Technologiefeld bezeichnet, in dem quantenmechanische Eigenschaften und Effekte, insbesondere Quantenverschränkung, -superposition und -tunneln, ausgenutzt werden, um praktisch nutzbare Anwendungen zu ermöglichen. Das Spektrum reicht dabei von etablierten Technologien wie etwa Lasern, die in der Quantenoptik seit vielen Jahren nicht mehr wegzudenken sind, bis hin zu futuristisch anmutenden Entwicklungen, wie einem Quanteninternet, über das Informationen absolut abhörsicher ausgetauscht werden könnten. Getrieben von ersten Umsetzungserfolgen und aufgrund des Potenzials für revolutionär neuartige Anwendungen, nimmt die Entwicklungsdynamik in diesem Feld gegenwärtig deutlich zu.

Quantentechnologien lassen sich grob in drei Kategorien einteilen:

• Quantencomputer und -simulationen
• Quantenkommunikation und -kryptografie
• Quantensensorik und -messtechnik

Quantencomputer versprechen die Möglichkeit, bestimmte Operationen deutlich schneller auszuführen als herkömmliche Computer. Dies betrifft etwa die Suche in großen Datenbanken oder die Faktorisierung großer Zahlen. Letzteres ist von höchster Relevanz für die Sicherheit gängiger Verschlüsselungsverfahren. Die praktische Realisierung der Überlegenheit von Quantencomputern gegenüber herkömmlichen Computern ist ein Entwicklungsziel, das von etlichen Akteuren weltweit sehr aktiv und kompetitiv verfolgt wird. Derzeit ist umstritten, ob dies für gewisse Anwendungen bereits gelungen ist.

Quantenkommunikation kann beispielsweise unter Verwendung des quantenmechanischen Effekts der Verschränkung einzelner Photonen zum Zweck der Informationsübertragung über Glasfaserverbindungen realisiert werden. Hierbei handelt es sich um ein sehr dynamisches Forschungsfeld. Bislang sind in einzelnen Pilotanwendungen die Validität des Funktionsprinzips nachgewiesen und einzelne prototypische Netzwerkbausteine realisiert worden.

Die Quantensensorik umfasst eine Vielzahl an Möglichkeiten, um mithilfe von Quanteneffekten physikalische Messgrößen mit höchster Präzision zu bestim­men, etwa zur Zeitmessung (bedeutsam u.a. für Navigation), zur Detektion von elektrischen Signalen oder magnetischen Anomalien oder aber zur Bildgebung. Neben der Weiterentwicklung etablierter Technologien, wie z. B. der Miniaturisierung von Atomuhren zu portablen Exemplaren, wird in diesem Feld auch an neuartigen Anwendungen geforscht, wie etwa einem Quantenradar, mit dem z. B. kleinste Objekte im Weltraum detektiert werden könnten.

Weltweit werden seit einigen Jahren umfangreiche Forschungsprogramme aufgelegt, die Quantentechnologien mit einem beachtlichen Mitteleinsatz fördern. Insgesamt betrachtet haben Quantentechnologien das Potenzial, viele Wirtschafts- und Lebensbereiche erheblich zu beeinflussen. Dies gilt – ähnlich wie bei anderen Spitzentechnologien – in besonderer Art und Weise für den Verteidigungssektor.

Quantentechnologien könnten sich auf alle Bereiche der modernen Kriegsführung auswirken. Zwar stecken etliche der potenziell für militärische Anwendungen relevanten Technologien noch in den Kinderschuhen. Dennoch wird in Fachkreisen eine »Quantenrevolution« für möglich gehalten, die einerseits zu einer erheblichen Effizienzsteigerung der modernen Kriegsführung und zu neuen militärischen Fähigkeiten und Techniken führen, anderererseits aber auch destabilisierende Auswirkungen auf die internationalen Beziehungen haben könnte.

Ziel und Vorgehensweise

Ziel ist es, einen Überblick über den aktuellen Forschungs- und Entwicklungsstand der Quantentechnologien und die zu erwartenden Weiterentwicklungen im Hinblick auf mögliche militärische Anwendungen zu gewinnen. Dabei sollen – soweit aus öffentlich zugänglichen Informationen möglich –Einschätzungen zum Entwicklungsstand bzw. technologischen Reifegrad und zum Zeithorizont der Anwendungsreife der Technologien getroffen werden. Darüber hinaus soll ein Bild der internationalen Forschungs- und Entwicklungslandschaft erarbeitet werden, das auch einen Überblick zu den Akteuren beinhaltet, die im Hinblick auf militärische bzw. Dual-Use-Technologien relevant sind.

Dieser Technologieüberblick kann als Ausgangspunkt dienen für Einschätzungen, welche neuartigen militärischen Fähigkeiten damit ermöglicht werden und welche Auswirkungen dies auf denkbare Einsatzszenarien haben könnte. Dabei soll auch der Frage nachgegangen werden, welche Gegenmaßnahmen zum Schutz und zur Minimierung damit verbundener Risiken getroffen werden könnten.

Schließlich sollen darauf aufbauend Auswirkungen diskutiert werden, die die militärische Nutzung von Quantentechnologien auf die Friedens- und Sicherheitspolitik haben könnte. So hätte ein Wettlauf um die Vorherrschaft bei bestimmten Quantentechnologien, die als potenziell disruptiv wahrgenommen werden, möglicherweise destabilisierende Wirkungen auf die internationalen Beziehungen. Gegebenenfalls sollen Möglichkeiten der Regulierung und Einhegung solcher Risiken mittels präventiver Rüstungskontrolle thematisiert werden.

Stand der Projektbearbeitung

Im Rahmen des TA-Projekts ist ein Gutachten vergeben worden, das einen Überblick über den aktuellen Stand von Forschung und Entwicklung sowie zu erwartende Weiterentwicklungen im Hinblick auf mögliche militärische Anwendungen in verschiedenen Bereichen der Quantentechnologie gibt. 

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