20. Januar 2026
Von der Batterieentwicklung über die Wirkstoffforschung bis zur Umweltmodellierung: Mit der Quantum Use Challenge und zwei weiteren Helmholtz-Initiativen bringt das Forschungszentrum Jülich Quantentechnologien und datengetriebene Ansätze gezielt in die Anwendung.
Wie lassen sich Quantentechnologien konkret nutzen? Mit der Kampagne „Quantum Use Challenge“ fördert die Helmholtz-Gemeinschaft vier neue Projekte, die Quantencomputing und -sensorik in Anwendungen bringen. Das Forschungszentrum Jülich ist an drei Projekten beteiligt.
Ziel ist es, Quantentechnologien schneller in die Anwendung zu bringen – insbesondere in den Bereichen Energie, Gesundheit sowie Erde und Umwelt. Eine enge Zusammenarbeit zwischen Technologieentwicklung und Anwendung soll den Transfer beschleunigen. Die Projekte sind am 1. Januar 2026 gestartet und laufen über drei Jahre.
Vier Projekte mit klarer Anwendungsperspektive
Im Projekt QT-Batt, das vom Forschungszentrum Jülich koordiniert wird, kommen Quantencomputing und Quantensensorik zum Einsatz, um neue Batteriematerialien besser zu verstehen. Ziel sind leistungsfähigere und langlebigere Energiespeicher für die Energiewende.
Ebenfalls unter Jülicher Koordination steht QuWIRK, das Quantenalgorithmen für die Wirkstoffforschung entwickelt. Diese sollen helfen, biologische Daten effizienter auszuwerten und vielversprechende Medikamentenkandidaten schneller zu identifizieren.
Am Projekt qFLOW ist Jülich als Partner beteiligt. Hier werden quantenunterstützte Strömungssimulationen entwickelt, etwa für Anwendungen in der Grundwasser- oder Umweltforschung. Ziel sind realistischere und effizientere Modelle.
Das vierte Projekt, QuBiopsy, erforscht neue quantenbasierte Bildgebungsverfahren zur besonders sensitiven Krebsdiagnostik.
Brücke zwischen Forschung und Anwendung
„Es gilt, das enorme Potenzial der Quantentechnologien in einen praktischen Nutzen für die Gesellschaft umzusetzen“, erklärt Tommaso Calarco, Direktor des Jülicher Institute for Quantum Control und Spezialist für das Optimieren von Quantenprozessen. Der Physiker gilt als Initiator und Wegbereiter einer gemeinsam nationalen und europäischen Quantentechnologie-Strategie. „Dafür muss die Forschung an die Bedürfnisse der Nutzer angepasst werden. Da alle diese Akteure in unseren unterschiedlichen Forschungsbereichen vertreten sind, haben wir die einmalige Möglichkeit, aus deren Synergien echte Innovationen zu entwickeln, und Deutschland weiterhin an der Spitze dieses strategischen Gebiets zu halten.“
Mit seiner Beteiligung an drei der vier Projekte unterstreicht das Forschungszentrum Jülich seine Rolle als zentraler Akteur in der angewandten Quantenforschung. Die Quantum Use Challenge soll dazu beitragen, Quantentechnologien Schritt für Schritt in reale Anwendungen zu überführen – von der Energieversorgung über die Medizin bis hin zum Umwelt- und Klimaschutz.
Weitere Helmholtz-Initiativen mit Jülicher Beteiligung
Die Helmholtz-Gemeinschaft bringt neben der „Quantum Use Challenge“ noch zwei weitere Initiativen an den Start, an denen das Forschungszentrum beteiligt ist. Eine davon ist „Helmholtz Biomedical Engineering“, in der Jülich mit dem Projekt „Insight“ beteiligt ist. Ziel ist es, die Wechselwirkungen im menschlichen Mikrobiom grundlegend besser zu verstehen und dieses Wissen in eine skalierbare Plattform für medizinische Anwendungen zu überführen.
Konkret soll die Plattform unter anderem ermöglichen, probiotische Bakterienstämme patientenspezifisch auszuwählen – etwa zur Verdrängung multiresistenter Krankheitserreger. Darüber hinaus eröffnet der Ansatz neue Perspektiven für personalisierte Therapien, beispielsweise bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (IBD), sowie für eine microbiom-sensitive Wirkstoffentwicklung.
Wassersicherheit im Fokus des globalen Wandels
In der Forschungskampagne „Wassersicherheit für Mensch und Umwelt“ ist das Forschungszentrum mit dem Projekt „Solution Lab Rur Erft“ (SLRE) vertreten. Das Helmholtz-weite Vorhaben entwickelt neue wissenschaftlich-technische Lösungen für extreme Wasserereignisse – sowohl für Dürre als auch für Hochwasser – vor dem Hintergrund des globalen Wandels.
Zunehmende Klimaschwankungen, längere Trockenphasen und häufiger auftretende Starkregenereignisse bedrohen die Wassersicherheit in Deutschland und darüber hinaus. Das Einzugsgebiet Rur-Erft dient dabei als Modellregion, da hier eine hohe Anfälligkeit für Wasserextreme, sehr unterschiedliche Nutzungsansprüche – aus Landwirtschaft, Industrie, Naturschutz und Siedlungsentwicklung – und eine hohe Dichte an Beobachtungsstationen zusammentreffen.
SLRE vereint einen hydro-ökonomischen Digitalen Zwilling mit Interessengruppen, ihren Nutzungsansprüchen, und sich dadurch ergebende Szenarien. Das geschieht in einem Interaktiven Solution Room, wo Anpassungsmöglichkeiten durchgespielt und auf Ihre Wirksamkeit untersucht werden können. Hier wird der terrestrische Wasserkreislauf mit all seinen natürlichen und anthropogenen Komponenten abbildet: Flüsse, Grundwasser, Bodenfeuchte, Vegetation, Landnutzung, Entwässerungsinfrastruktur, Wasserentnahmen, Reservoirmanagement und Bewässerungssysteme.
Forschung im Dialog mit Gesellschaft und Politik
Die Kampagnen entstehen mit Partnern aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft. Sie greifen zentrale Schlüsseltechnologien sowie strategische Forschungsfelder der Hightech-Agenda Deutschland des Bundesministeriums für Bildung, Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) auf und zielen darauf ab, wissenschaftliche Erkenntnisse wirkungsvoll in die Praxis zu überführen.
Weitere Informationen
Director, Institute for Quantum Control PGI-8
Director, Institute for Quantum Computing Analytics PGI-12
Head of Microscale Bioengineering
Head of Modeling of Biochemical Networks and Cells Vice head of Modeling and Simulation
Postdoctoral researcher Coordinator Solution Lab Rur-Erft (SLRE)
