Trend-Update Schlüsseltechnologien in der Hochschullehre: Quantentechnologie

Author

Zoe Gyftopoulos, Eike Schröder

Das Wichtigste in Kürze

Wachsende Relevanz: Lehrveranstaltungen zu Quantentechnologien nehmen kontinuierlich zu und gewinnen in der Hochschullehre an Bedeutung.
Verankerung vor allem in drei Disziplinen: Kurse sind schwerpunktmäßig im Studienbereich Physik/Astronomie angesiedelt, und etwa halb so oft in der Informatik sowie Elektrotechnik & Informationstechnik.
Vorlesungen im Fokus, Seminare holen auf: Während Vorlesungen – und damit vermutlich grundlegendere Inhalte – lange Zeit die Quantentechnologielehre dominierten, wurden zuletzt nahezu gleich oft Seminare – in der Regel ein vertiefendes Lehrformat – angeboten.
Internationale Ausrichtung: Der Großteil der Kurse wird auf Englisch angeboten, was auf eine zunehmende internationale Orientierung der Hochschullehre im Bereich Quantentechnologie hindeutet.
Thematische Schwerpunkte: Die Kurse decken ein Spektrum von theoretischen Grundlagen bis zu anwendungsorientierten Konzepten ab. Besonders stark vertreten sind Quantencomputing und Quantenkommunikation, während Quantensensorik eine untergeordnete Rolle spielt.
Innovative Trendthemen: Hochspezialisierte Inhalte wie NISQ-Algorithmen, Quantenrepeater und topologische Qubits werden bereits behandelt, bleiben aber noch Nischenthemen.

Einleitung

Quantentechnologie (QT) wird als eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts gehandelt und hat das Potenzial, bahnbrechende Innovationen zu ermöglichen. Mithilfe von Quantentechnologie eröffnen sich neue Möglichkeiten bei der Entwicklung leistungsfähigerer Computer, abhörsicherer Kommunikation und hochpräziser Sensorik. Damit bildet Quantentechnologie die Grundlage für eine neue Ära technologischer Entwicklungen, die unsere Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft nachhaltig verändern können.

Im internationalen Vergleich besetzt Deutschland eine gute Position in den Quantentechnologien: In Bezug auf die Anzahl wissenschaftlicher Publikationen zum Thema nimmt Deutschland Platz vier ein, hinter den USA, China und Großbritannien (Kurek, 2020). Trotz dieser starken Position in der Grundlagenforschung stellt sich ein Mangel an hochqualifizierten Fachkräften allerdings als Risiko für die internationale Wettbewerbsfähigkeit und technologische Souveränität Deutschlands dar (BMFTR, 2025).

Vor diesem Hintergrund kommt Deutschlands Hochschulen eine entscheidende Rolle zu, denn sie haben die Aufgabe, die nächste Generation von Fachkräften auszubilden. Ein breites und gut strukturiertes Lehrangebot in Quantentechnologien ist notwendig, um dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken und die Innovationskraft Deutschlands langfristig zu stärken. Trotz der zentralen Bedeutung der Hochschullehre für Quantentechnologien ist bisher nicht ausreichend bekannt, inwieweit das Lehrangebot diesen Anforderungen gerecht wird.

Dieser Bericht verfolgt deswegen das Ziel, Transparenz zu schaffen und den aktuellen Stand der Hochschullehre zu Quantentechnologien in Deutschland mithilfe von Vorlesungsverzeichnissen als Datengrundlage zu analysieren. Dabei liegt der Fokus darauf, Entwicklungen und Trends herauszuarbeiten, die aufzeigen, wie sich das Angebot zu Quantentechnologien in der Hochschullehre verändert. Darüber hinaus sollen Schwerpunktthemen in den Lehrinhalten und potenzielle inhaltliche Lücken aufgedeckt werden. Das Ziel für die folgenden Publikationen der kommenden Jahre zum Thema wird es dann sein, konkrete Handlungsempfehlungen für die Hochschulentwicklung aus den Erkenntnissen abzuleiten.

Methodik

Datenbasis

Higher Education Explorer (HEX)

Die Datengrundlage für die folgende Analyse liefert der Higher Education Explorer (HEX) – ein Projekt des Stifterverbandes, in dem eine Datenbank aus den Lehrveranstaltungen deutscher Hochschulen zusammengestellt wird. Dazu werden die online verfügbaren Daten aus den Vorlesungsverzeichnissen der Hochschulen mittels Webscraping auf automatisierte Weise extrahiert und vereinheitlicht.

Momentan enthält der Higher Education Explorer circa 3,1 Millionen Kurse von 36 deutschen Hochschulen aus dem Zeitraum 1996 bis 2025. Im Jahr 2024 waren etwa 870.000 Studierende in den in der Datenbank enthaltenen Hochschule immatrikuliert – das entspricht rund 37 Prozent aller Studierenden in Deutschland. Eine Auflistung der im Higher Education Explorer enthaltenen Hochschulen inklusive deskriptiver Daten findet sich im HEX-Werkstatt- und Methodenbericht.

Der Higher Education Explorer enthält Daten zu Kurstitel, Kursbeschreibung, Semester, Jahr, Hochschule, Fakultät, Organisation, Studiengänge, Dozierende, Kursformat, Kurssprache, Kursnummer, Module (in denen der Kurs angeboten wird), Semesterwochenstunden, ECTS-Punkte, Art der Prüfung, mögliche Teilnehmerzahl, Lehrtyp (zum Beispiel „Online-Veranstaltung“), Lernziele, Lernmethode, Literatur, Voraussetzungen, Anmerkungen, Zusatzinformationen, Pfad (zu einem Kurs entlang der Organisationsstruktur der Hochschule) und URL.

Da die Variablen Kursformat und Kurssprache viele unterschiedliche Ausprägungen aufweisen, wurden diese Werte vereinheitlicht, um Vergleichbarkeit und Auswertbarkeit zu gewährleisten. Dazu wurden die verschiedenen Ausprägungen zu übergeordneten, konsistenten inhaltlichen Kategorien zusammengefasst. Zum Beispiel wurden angegebene Kursformate wie Ringvorlesung, Vertiefungsvorlesung oder Blockvorlesung zu der Kategorie Vorlesung zusammengefasst. Eine genaue Auflistung aller Kategorien findet sich weiter unten bei den Ergebnissen zur Analyse der Kursformate.

Ähnlich wurde bei der Kurssprache verfahren, sodass die die zusammengefassten Kategorien Deutsch, Englisch, Französisch, Spanisch, Italienisch, Russisch, Türkisch, Portugiesisch, Niederländisch und Sonstiges entstanden. Unter Sonstiges zählen dabei alle anderen Sprachen und Angaben von mehreren Sprachen.

Zusätzlich zu den aus den Vorlesungsverzeichnissen gescrapten Daten wurde jedem Kurs ein standardisierter Lehr- und Forschungsbereich nach Klassifikation des Statistischen Bundesamtes zugewiesen. Basis dafür war die von der DFG bereitgestellte Zuordnung von Lehr- und Forschungsbereichen zu den Organisationseinheiten, die die Kurse anbieten. Dem Lehr- und Forschungsbereich konnten dann wiederum standardisierte Studienbereiche und Fächergruppen zugewiesen werden. Zum Beispiel wurde der Organisation Institut für Halbleitertechnik der Lehr- und Forschungsbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, der gleichnamige Studienbereich und die Fächergruppe Ingenieurwissenschaften zugewiesen. Dadurch wurden die vielen verschiedenen Organisationseinheiten vereinheitlichten Studienbereichen und Fächergruppen zugeordnet, sodass auch auf dieser Ebene Vergleichbarkeit und Auswertbarkeit gewährleistet ist.

Um relevante Lehrveranstaltungen zum Thema Quantentechnologie zu identifizieren, wurde eine Liste von Schlüsselbegriffen erstellt, nach denen im Kurstitel und in der Kursbeschreibung des HEX gesucht wurde. Da der Fokus dieses Berichts auf Quantentechnologie im Kontext von Anwendung, Forschung und Innovation liegt, wurden gezielt Schlüsselbegriffe gewählt, die technologische und anwendungsbezogene Aspekte der Quantentechnologie widerspiegeln. Weniger berücksichtigt wurden Begriffe, die primär quantenphysikalische Grundlagen oder quantentechnologische Hardware betreffen. Die entsprechende Schlüsselbegriffsliste (siehe Liste 1 im Anhang) wurde in Zusammenarbeit mit mehreren Expertinnen und Experten im Bereich Quantentechnologie im Rahmen von Interviews und Workshops entwickelt. Sie deckt die Bereiche Quantencomputing und -simulation, Quantensensorik und -bildgebungssysteme sowie Quantenkommunikation und -netzwerke ab (vgl. European Commission & Quantum Flagship, 2025).

Mithilfe der Schlüsselbegriffliste entstand ein Datensatz, aus dem in einem Datenbereinigungsschritt Lehrveranstaltungen entfernt wurden, die sich nicht aus technischer, sondern zum Beispiel aus sozial- oder geisteswissenschaftlicher Perspektive mit Quantentechnologie beschäftigen. Zudem wurden die Lehrveranstaltungen für die Jahre 2016 bis 2024 gefiltert. Daraus resultierte ein Datensatz mit 1.301 relevanten Lehrveranstaltungen, die zur Analyse herangezogen wurden.

Analysemethoden

Quantitative Analyse

Die quantitativen Analysen basieren auf deskriptiven Statistiken zur Anzahl der QT-Kurse und ihren Lehrformaten, -sprachen sowie Verortung in den Studienbereichen. Sie dienen dem vorliegenden Bericht als Grundlage, um Zusammenhänge, Muster und Trends in den Rahmenbedingungen der QT-Lehre aufzudecken.

Inhaltsbasierte Analyse

Zur inhaltlichen Auswertung der Lehrveranstaltungen wurde ein Topic Modeling durchgeführt. Dieses Machine-Learning-Verfahren ermöglicht es, auf Basis der Kurstitel und -beschreibungen automatisiert thematische Schwerpunkte in den Daten zu identifizieren. Die Methode erkennt wiederkehrende Begriffsstrukturen und gruppiert sie zu inhaltlich zusammenhängenden Themenfeldern (Topics), die anschließend qualitativ interpretiert werden können. So konnten zentrale inhaltliche Cluster innerhalb der Quantentechnologie-Lehrveranstaltungen herausgearbeitet werden.

Für das Topic Modeling wurde eine bereinigte Teilmenge der Stichprobe aus 477 Kursen genutzt, aus der Duplikate entfernt wurden. Diese Reduktion diente der methodischen Schärfung, um Verzerrungen durch mehrfach gelistete Veranstaltungen zu vermeiden. Ziel war es, die thematische Struktur des Lehrangebots möglichst klar und differenziert abzubilden.

Das Modell identifizierte zunächst neun Themen, die jedoch teilweise starke inhaltliche Überschneidungen aufwiesen. In einem anschließenden qualitativen Auswertungsschritt wurden diese Themen deshalb manuell zu acht übergeordneten Themenfeldern zusammengeführt, sodass die zentralen Schwerpunkte der Lehrveranstaltungen adäquat abgebildet werden.

Limitationen

In der Entwicklung des Higher Education Explorer ergeben sich einige Limitationen, die im Folgenden näher beleuchtet werden sollen.

Da Dozierende oder Studiengangsverantwortliche die Daten in den Vorlesungsverzeichnissen selbst hinterlegen, unterscheiden sich die Eingaben teilweise in ihrer Detailtiefe, wodurch der Informationsgehalt von Kurs zu Kurs schwankt. In 52 Prozent der Lehrveranstaltungen im HEX ist sogar gar keine Kursbeschreibung – sondern nur der Kurstitel – vorhanden. Das kann dazu führen, dass die Anzahl der quantentechnologierelevanten Kurse zu klein ausfällt: Lehrveranstaltungen, in denen Aspekte der Quantentechnologie nur ergänzend behandelt werden, werden möglicherweise nicht erkannt, wenn die relevanten Schlüsselbegriffe nicht im Kurstitel selbst enthalten sind.

Aufgrund der standardisierten Extraktion mittels Webscraping können in der Datenbank außerdem fehlerhafte Einträge entstehen. Dies geschieht insbesondere dann, wenn die zugrunde liegende Struktur der Vorlesungsverzeichnisse unterschiedlich oder inkonsistent ist. Fehlerhafte Felder können deswegen die Vergleichbarkeit zwischen Lehrveranstaltungen beeinträchtigen.

Ein weiteres Problem liegt in den Unterschieden innerhalb oder zwischen Hochschulen in der Definition von Veranstaltungen. So können Vorlesungen mit angeschlossenen Tutorien entweder als eine einzige Veranstaltung oder als separate Einheiten erfasst sein. Ähnliches gilt für Parallelveranstaltungen, die entweder einzeln oder zusammengefasst in den Vorlesungsverzeichnissen erscheinen. Diese Unterschiede beeinflussen die Berechnung der Gesamtzahl an Lehrveranstaltungen und können zu Verzerrungen führen, wenn die Daten zwischen verschiedenen Hochschulen verglichen werden.

Eine weitere Limitation ist der Mangel an Informationen über die Anzahl an Teilnehmenden in den Lehrveranstaltungen. Obwohl Vorlesungsverzeichnisse häufig Angaben zur maximalen Teilnehmendenzahl beinhalten, fehlen Daten darüber, wie viele Studierende tatsächlich an den Veranstaltungen teilnehmen. Aussagen über die Anzahl an Studierenden in den Lehrveranstaltungen lassen sich deswegen nicht machen.

Eine weitere Limitation betrifft die zeitliche Vergleichbarkeit der Kurszahlen. Da digitale Vorlesungsverzeichnisse je nach Hochschule unterschiedlich weit zurückreichen, wächst die Zahl der im HEX-Datensatz enthaltenen Hochschulen über die Jahre (2016: 22, ab 2021: 30, ab 2024: 36) - und damit die Gesamtkurszahl. Dadurch sind absolute Wachstumsraten nach oben verzerrt. Ergänzend wird daher das Wachstum an Kursen für das konsistente Subset von 22 Hochschulen betrachtet, für die durchgehend Daten vorliegen. Zur Bewertung der thematischen Relevanz wird primär der Anteil der Kurse eines Themas an allen Kursen herangezogen. Absolute Kurszahlen bleiben dennoch informativ, da sie – trotz generell wachsender Stichprobe – Vergleiche der Wachstumsdynamik zwischen Themen ermöglichen; stagnierende oder rückläufige Zahlen deuten dabei auf einen Bedeutungsverlust hin.

Ergebnisse: Quantitative Analyse

Im Folgenden werden die Ergebnisse der quantitativen Analyse dargestellt. Dabei liegt der Fokus auf der Anzahl relevanter Lehrveranstaltungen im Bereich Quantentechnologie, welchen Fächergruppen und Studienbereichen sie zuzuordnen sind sowie den angebotenen Kursformaten und -sprachen. Für jede dieser Variablen wird zudem die zeitliche Entwicklung untersucht, um mögliche Trends und Veränderungen im Lehrangebot aufzuzeigen.

Kursanzahl

Zunächst werfen wir einen Blick darauf, wie viele Lehrveranstaltungen zum Thema Quantentechnologie gefunden wurden und welchen Anteil sie am Gesamtangebot der im HEX enthaltenen Kurse ausmachen.

Zwischen 2016 und 2024 konnten insgesamt 1.301 relevante Lehrveranstaltungen identifiziert werden. Damit machen Lehrveranstaltungen zur Quantentechnologie einen geringen Anteil des gesamten Kursangebots der Hochschulen im HEX aus, was angesichts dieses hochspezialisierten Themas zu erwarten ist.

Trotzdem zeigt sich in den Daten ein deutlicher Trend: Wie in der Abbildung unten zu sehen, ist der relative Anteil der QT-Kurse an allen Kursen zwischen 2016 und 2024 kontinuierlich gestiegen und hat sich in dieser Zeit etwa verfünffacht (Abbildung Anteile der QT-Kurse an allen Kursen pro Jahr).

Der gewachsene Anteil an QT-Kursen spiegelt sich auch in der jährlich wachsenden Zahl an Kursen zu diesem Thema wieder. Durch die kontinuierlich wachsende Stichprobe ist die Wachstumsrate in absoluten Kurse nach oben verzerrt (siehe Limitationen). Allerdings zeigt sich auch im Subset der 22 Universitäten, für die zu allen Zeitpunkten Daten vorliegen, ein stetiges Wachstum an QT-Kursen.

Insgesamt zeigen diese Entwicklungen: Quantentechnologie scheint in der Hochschullehre an Relevanz zu gewinnen, denn der Anteil an QT-Kursen nimmt seit 2016 kontinuierlich und deutlich zu.

Fächergruppen

Fächergruppen im Überblick

Als Nächstes betrachten wir, in welchen Fächergruppen die gefundenen Kurse zu Quantentechnologie nach Klassifikation des Statistischen Bundesamts angesiedelt sind.

Die Verteilung der Fächergruppen zeigt, dass der Großteil der gefundenen Lehrveranstaltungen zwei Fächergruppen zugeordnet werden kann: den Ingenieurwissenschaften sowie Mathematik/Naturwissenschaften. Insgesamt ergibt sich dabei eine nahezu ausgewogene Verteilung zwischen diesen beiden Bereichen mit jeweils um die 50 Prozent.

Der kleine Anteil der gefundenen Lehrveranstaltungen, der zu Sonstiges zählt, lässt sich vor allem den Rechts-, Wirtschafts- und Sozialwissenschaften zuordnen. Darunter finden sich interdisziplinäre Lehrveranstaltungen wie zum Beispiel das Quantum Entrepreneurship Laboratory, in dem Studierende verschiedener Fachrichtungen zusammenkommen, um gemeinsam neue Anwendungen des Quantencomputings zu entwickeln und dabei sowohl technische Grundlagen als auch unternehmerische Kompetenzen erwerben.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasis dieser Abbildung sind 1.235 Kurse. Ausgeschlossen wurden 66 Kurse (circa 5 Prozent), denen keine Fächergruppe zugeordnet werden konnte.

Fächergruppen im Zeitverlauf

Ein Blick auf die Entwicklung der Kursanzahl pro Fächergruppe über die Jahre zeigt, dass sowohl die Anzahl der Kurse in den Ingenieurwissenschaften als auch in Mathematik/Naturwissenschaften von 2016 bis 2024 kontinuierlich zunahm, wobei beide Bereiche ein ähnliches Wachstum aufweisen (Abbildung Anzahl der QT-Kurse pro Fächergruppe und Jahr). Dies zeigt sich auch im Subset der 22 Hochschulen, zu denen zu allen Zeitpunkten Daten vorliegen.

Die relative Verteilung der Fächergruppen bleibt im Zeitverlauf weitgehend stabil: Der Anteil der Veranstaltungen aus den Fächergruppen Ingenieurwissenschaften und Mathematik/Naturwissenschaften hält sich über die Jahre hinweg etwa die Waage und rangiert für beide Fächergruppen über die Jahre um die 50 Prozent (Abbildung Anteile der Fächergruppen der QT-Kurse pro Jahr).

Insgesamt verdeutlichen diese Trends, dass die gefundenen Kurse zu Quantentechnologien gleichermaßen in ingenieur- sowie in naturwissenschaftlichen Fächern verankert sind.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasen dieser Abbildungen sind 1.235 Kurse. Ausgeschlossen wurden 66 Kurse (circa 5 Prozent), denen keine Fächergruppe zugeordnet werden konnte.

Studienbereiche

Studienbereiche im Überblick

Studienbereiche bilden nach Klassifikation des Statistischen Bundesamts die Unterebene der Fächergruppen. Mehrere Studienbereiche lassen sich also zu übergeordneten Fächergruppen zusammenfassen. Die Analyse der Studienbereiche ermöglicht deswegen eine differenziertere Darstellung der Fachrichtungen, in denen die gefundenen Kurse zu Quantentechnologie angesiedelt sind.

Wie unten zu sehen, fällt fast die Hälfte der gefundenen Kurse zu Quantentechnologie in den Studienbereich Physik/Astronomie (46,6 Prozent), der zur Fächergruppe Mathematik/Naturwissenschaften gehört. Rund die andere Hälfte der Kurse ist den Studienbereichen Informatik (27,1 Prozent) sowie Elektrotechnik und Informationstechnik (20,3 Prozent) zuzuordnen, die beide zur Fächergruppe Ingenieurwissenschaften gehören.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasis dieser Abbildung sind 1.206 Kurse. Ausgeschlossen wurden 95 Kurse (circa 7 Prozent), denen kein Studienbereich zugeordnet werden konnte.

Diese Ergebnisse unterscheiden sich von einer Studie von Bayern Photonics e.V. und Optence e.V. (2018) mit einem ähnlichen Fokus. Hier wurden gezielt Institute an Hochschulen und hochschulnahe Forschungseinrichtungen im Bereich der Quantentechnologien kontaktiert, um Listen mit QT-relevanten Lehrveranstaltungen bereitzustellen. Im Bezug auf die Fachbereiche zeigt diese Studie ein deutlich anderes Bild: Dort entfielen 81 Prozent der Lehrveranstaltungen auf den Studiengang Physik, 7 Prozent auf das Ingenieurwesen und 5 Prozent auf die Informatik.

Diese unterschiedlichen Ergebnisse lassen sich vermutlich durch die unterschiedlichen Methodiken der Datenerhebung erklären. Eine Stärke der Studie von Bayern Photonics e.V. & Optence e.V. ist eine größere Datenbasis: Von den 38 in der Studie erfassten Hochschulen sind (noch) nur 19 auch im HEX-Datensatz enthalten. Die Datenbasis ist allerdings in beiden Ansätzen etwas unterschiedlich. In der Studie von Bayern Photonics e.V. & Optence e.V. wurden vornehmlich Institute, die sich explizit und schwerpunktmäßig mit Quantentechnologie beschäftigten, angeschrieben.

Durch den Ansatz der keyword-basierten Suche in den Titeln und Kursbeschreibungen des HEX wurden auch Lehrveranstaltungen gefunden, die von Instituten angeboten werden, die keinen Schwerpunkt in Quantentechnologie haben, aber dennoch relevante Inhalte zum Thema in einzelnen Veranstaltungen vermitteln. Dadurch ergibt sich in den im HEX gefundenen Kursen eine breitere Abdeckung, insbesondere mit einem höheren Anteil an Kursen aus Informatik und Elektrotechnik und Informationstechnik, während Physik zwar ebenso stark vertreten ist, aber nicht in dem Maße dominant wie in der Erhebung von Bayern Photonics e.V. & Optence e.V.

Studienbereiche im Zeitverlauf

Betrachtet man die Entwicklung der Anzahl der Kurse pro Studienbereiche über die Zeit (Abbildung Anzahl der QT-Kurse pro Studienbereich und Jahr), zeigt sich ein deutlicher übergreifender Trend: In den drei größten Studienbereichen nimmt die Anzahl der QT-Kurse über den Untersuchungszeitraum zu. Dies zeigt sich auch im Subset der 22 Hochschulen, zu denen zu allen Zeitpunkten Daten vorliegen.

Während die Kursanzahlen pro Studienbereich im Jahr 2016 noch enger beieinander liegen, wird schon ab 2017 deutlich, dass Physik/Astronomie sich als der Studienbereich mit den größten Kursanzahlen etabliert. Insgesamt ist über die Zeit eine annähernde Verzehnfachung in der Kursanzahl im Studienbereich Physik/Astronomie zu beobachten.

Die Kursanzahlen der Studienbereiche Informatik sowie Elektrotechnik und Informationstechnik liegen zu Beginn des Untersuchungszeitraums noch recht eng beieinander. Ab 2020 zeigt sich dann, dass die Kursanzahlen in Informatik ein etwas stärkeres Wachstum verzeichnen und somit den zweiten Rang hinter Physik/Astronomie belegen.

Bei Betrachtung der Anteile der Studienbereiche der Kurse über die Zeit (Abbildung Anteile der Studienbereiche der QT-Kurse pro Jahr) zeigt sich, dass sich Physik/Astronomie ab 2017 mit einem Niveau zwischen 43 bis 50 Prozent als größter anteiliger Studienbereich in den gefundenen Kursen etabliert.

Die Anteile der Studienbereiche Informatik sowie Elektrotechnik und Informationstechnik bewegen sich über die Zeit in einem ähnlichen Bereich zwischen 13 und 28 Prozent, wobei die Werte des Studienbereichs Informatik seit 2020 etwas höher liegen als die der Elektrotechnik und Informationstechnik.

Insgesamt zeigen die zeitlichen Verläufe, dass sich der Studienbereich Physik/Astronomie als dominanter Studienbereich in den QT-Kursen etabliert, während Informatik sowie Elektrotechnik und Informationstechnik ebenso wesentliche Anteile beitragen.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasen dieser Abbildungen sind 1.206 Kurse. Ausgeschlossen wurden 95 Kurse (circa 7 Prozent), denen kein Studienbereich zugeordnet werden konnte.

Anteil der Quantentechnologie-Kurse in Studienbereichen

Als Nächtes betrachten wir die relativen Anteile der QT-Kursen an allen Kursen innerhalb der drei größten Studienbereiche Physik/Astronomie, Informatik sowie Elektrotechnik und Informationstechnik. Dabei zeigt sich ein eindeutiger Trend: In allen drei Studienbereichen nimmt der Anteil der QT-Kurse an der Gesamtzahl der Kurse über die Jahre hinweg deutlich zu.

Diese Entwicklung verdeutlicht, dass Quantentechnologien nicht nur generell stärker in der Hochschullehre verankert sind, sondern auch innerhalb der drei größten Studienbereichen einen wachsenden Stellenwert einnehmen.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasen dieser Abbildungen sind die folgenden:

Studienbereich Physik/Astronomie:
QT-Kurse mit SB Physik/Astronomie: 561 Kurse
Alle Kurse mit SB Physik/Astronomie: 92.912 Kurse

Studienbereich Informatik:
QT-Kurse mit SB Informatik: 329 Kurse
Alle Kurse mit SB Informatik: 108.174 Kurse

Studienbereich Elektrotechnik/Informationstechnik:
QT-Kurse mit SB ET/IT: 245 Kurse
Alle Kurse mit SB ET/IT: 69.277 Kurse

Kursformate

Kursformate im Überblick

Als Nächstes werfen wir einen Blick auf die Verteilung der Kursformate in den gefundenen Lehrveranstaltungen.

Wie unten zu sehen, zeigt der Vergleich, dass QT-Kurse etwas häufiger als Vorlesungen angeboten werden (32,5 Prozent) als alle Lehrveranstaltungen im HEX der Fächergruppen Ingenieurwissenschaften und Mathematik/Naturwissenschaften (25,9 Prozent). Genauso werden die QT-Kurse etwas häufiger als Seminar angeboten (28,3 Prozent) verglichen mit allen Kursen der oben genannten Fächergruppen (22,2 Prozent). Dafür zeigt sich, dass die QT-Kurse weniger häufig als erfahrungsorientierte (6,9 Prozent vs. 13,7 Prozent in den FG-Kursen) und austauschorienterte Formate (0,8 Prozent vs. 2,2 Prozent in den FG-Kursen) stattfinden.

Der große Anteil an Vorlesungen legt nahe, dass in der QT-Lehre ein relativ starker Fokus auf der Vermittlung grundlegender Inhalte liegt. Doch auch eine Vertiefung dieser Kompetenzen in Seminaren oder Übungen nimmt einen vergleichsweise hohen Stellenwert ein. Praktische Anwendungskompetenzen, Experimente oder Projektarbeit in erfahrungsorientierten Formaten scheinen hingegen eine geringere Rolle zu spielen. Mögliche Erklärungen dafür könnten technische und finanzielle Hürden sein, etwa der hohe Aufwand, um notwendige Laborinfrastrukturen bereitzustellen, ebenso wie der frühe Entwicklungsstand vieler quantentechnologischer Anwendungen.

Details zu den Kursformaten finden sich unter der Abbildung. Zur Kategorie Sonstiges zählen Kursformate, die keiner der übrigen Kategorien eindeutig zugewiesen werden können, dazu zählen auch Doppelformate, wie etwa Vorlesung mit Übung.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasis dieser Abbildung sind 1.299 Kurse. Ausgeschlossen wurden 2 Kurse (circa 0,001 Prozent), die keinen Wert im Kursformat aufwiesen.

Details zu den Kursformaten

· Übung: Übungsorientierte Formate, wie zum Beispiel Übung, Tutorium, Repetitorium
· Sonstiges: sonstige, auch Doppelformate
· Erfahrung: Erfahrungsorientierte Formate, wie zum Beispiel Praktikum, Projekt, Labor
· Austausch: Austauschformate, wie zum Beispiel Kolloquium, Workshop, Arbeitsgemeinschaft

Kursformate im Zeitverlauf

Die Betrachtung der Kursformate im zeitlichen Verlauf zeigt, dass Vorlesungen bis 2020 das dominante Kursformat darstellten, seit dem aber in etwa anteilig auf dem gleichen Niveau wie Seminare liegen. Während das Format Übung im mittleren Bereich liegt, nehmen die Formate Erfahrung und Austausch die geringsten Anteile ein und bleiben über die Jahre hinweg vergleichsweise stabil.

Der Zuwachs an Seminaren deutet auf ein wachsendes Angebot an Vertiefungen im Bereich QT im relativen Vergleich zu grundlegenderen Lehrveranstaltungen hin. Aufgrund des Anteils an sonstigen Lehrveranstaltungen, zu denen auch nicht eindeutig als Seminar oder Vorlesung identifizierbare Veranstaltungen gehören, muss dieser Befund allerdings mit Vorsicht interpretiert werden.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasis dieser Abbildung sind 1.299 Kurse. Ausgeschlossen wurden 2 Kurse (circa 0,001 Prozent), die keinen Wert im Kursformat aufwiesen.

Details zu den Kursformaten

Kursformate nach Studienbereichen

Die Verteilung der Kursformate unterscheidet sich deutlich zwischen den drei größten Studienbereichen der QT-Kurse. Der Studienbereich Physik/Astronomie hat verglichen mit den beiden anderen deutlich mehr Seminare, den zweitgrößten Anteil der Kursformate bilden Vorlesungen. In der Informatik hingegen dominieren Vorlesungen klar, während Seminare einen deutlich geringeren Anteil einnehmen. Der Studienbereich Elektrotechnik und Informationstechnik weist ein etwas anderes Profil auf: Hier ist der Anteil sonstiger Kursformate – dazu zählen insbesondere Doppelformate wie Vorlesungen mit Übungen – besonders hoch. Entsprechend liegt der Anteil reiner Vorlesungen deutlich unter dem der beiden anderen Studienbereiche, während erfahrungsbasierte Lehrformate vergleichsweise stärker vertreten sind.

Insgesamt steht diese Verteilung der Kursformate im Einklang mit der fachlichen Ausrichtung der Studienbereiche. In Physik/Astronomie liegt der Schwerpunkt auf den theoretischen Grundlagen und deren Vertiefungen, was sich in einem hohen Anteil an Vorlesungen und Seminaren widerspiegelt. In der Informatik dominieren ebenso grundlegende Inhalte, die sich gut in Vorlesungen vermitteln lassen. Der Studienbereich Elektrotechnik und Informationstechnik ist hingegen stärker anwendungsorientiert ausgerichtet, sodass grundlegende theoretische Inhalte häufig mit praxisnahen Formaten kombiniert werden. Dies begünstigt Doppelformate sowie erfahrungsbasierte Formate wie Projekte, Experimente und Laborveranstaltungen.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasen dieser Abbildungen sind die folgenden:

Studienbereich Physik/Astronomie:
QT-Kurse mit SB Physik/Astronomie: 559 Kurse

Studienbereich Informatik:
QT-Kurse mit SB Informatik: 329 Kurse

Studienbereich Elektrotechnik/Informationstechnik:
QT-Kurse mit SB ET/IT: 245 Kurse

Details zu den Kursformaten

Kurssprachen

Kurssprachen im Überblick

Als Nächstes betrachten wir die Verteilung der Kurssprachen der gefundenen Kurse.

Wie in der Abbildung unten zu sehen, haben die QT-Kurse einen deutlichen Schwerpunkt in der Kurssprache Englisch: Fast die Hälfte der gefundenen QT-Kurse wurde zwischen 2016 und 2024 in englischer Sprache angeboten. Damit unterscheiden sie sich deutlich vom Anteil des englischsprachigen Lehrangebots über die beiden Fächergruppen Ingenieurwissenschaften sowie Mathematik/Naturwissenschaften, in denen nahezu alle QT-Kurse verortet sind. Gemittelt über beide Fächergruppen wurden hier nur knapp 17 Prozent der Lehrveranstaltungen auf Englisch gehalten.

Auch die Kategorie Sonstiges ist bei den QT-Kursen mit 14 Prozent stärker vertreten als im Gesamtangebot entsprechender Fächergruppen (circa 8 Prozent). Dies erscheint sinnvoll, da die Kategorie Sonstiges überwiegend Kurse umfasst, die gemischtsprachig (in der Regel Deutsch/Englisch) durchgeführt werden. Dementsprechend werden nur etwa 36 Prozent der QT-Kurse ausschließlich auf Deutsch angeboten; deutlich weniger als der Gesamtanteil rein deutschsprachiger Kurse im HEX entsprechender Fächergruppen mit etwa 75 Prozent.

Insgesamt zeigt diese Verteilung, dass Englisch als Lehrsprache in den gefundenen QT-Kursen eine dominierende Rolle spielt. Die Lehre im Bereich Quantentechnologien scheint also international ausgerichtet zu sein. Mögliche Erklärungen hierfür können ein hoher Anteil an internationalem wissenschaftlichen Personal sein, die diese Kurse lehrt, eine bewusste Strategie mehr internationale Studierende zu gewinnen und/oder Studierende gezielt auf Tätigkeiten in internationalen Forschungs- und Arbeitskontexten vorzubereiten.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasis dieser Abbildung sind 1.274 Kurse. Ausgeschlossen wurden 27 Kurse (circa 0,2 Prozent), die keinen Wert in der Kurssprache aufwiesen.

Kurssprachen im Zeitverlauf

Auch in der zeitlichen Entwicklung der Kurssprachen ist ein deutlicher Trend hin zu englischsprachigen Lehrveranstaltungen zu sehen. Während zu Beginn des Untersuchungszeitraums noch die Kurssprache Deutsch überwog, nahm der Anteil englischsprachiger Kurse über die Jahre zu, sodass Englisch seit 2019 die dominierende Kurssprache darstellt. Der Anstieg englischersprachiger QT-Kurse zeigt sich dabei über alle drei Kernstudienbereiche Physik/Astronomie, Informatik und - zuletzt auf hohem Niveau leicht rückläufig - Elektrotechnik und Informationstechnik. Insbesondere in der Informatik wurden im Studienjahr 2024 fast zwei Drittel aller QT-Kurse rein englischsprachig gelehrt.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasen dieser Abbildungen sind die folgenden:

Anteile der Kurssprachen der QT-Kurse pro Jahr:
Datenbasis sind 1.274 Kurse. Ausgeschlossen wurden 27 Kurse (circa 0,2 Prozent), die keinen Wert in der Kurssprache aufwiesen.

Studienbereich Physik/Astronomie:
Anzahl: 559 Kurse

Studienbereich Informatik:
Anzahl: 309 Kurse

Studienbereich Elektrotechnik/Informationstechnik:
Anzahl: 245 Kurse

Ergebnisse: Inhaltsbasierte Analyse

Im Folgenden werden die Ergebnisse der inhaltsbasierten Analyse dargestellt. Dabei betrachten wir, welche Begriffe am häufigsten in den Kurstiteln vorkommen, welche Schlüsselthemen durch das Topic Modeling identifiziert werden konnten und wie häufig aktuelle Trendthemen in den Kursen behandelt werden.

Top-Begriffe

Top-Begriffe im Überblick

Zunächst betrachten wir, welche Begriffe am häufigsten in den Titeln der Lehrveranstaltungen zu Quantentechnologie vorkommen. Da Kurstitel die zentralen Inhalte der Kurse benennen, gibt uns das ein erstes Bild über die thematischen Schwerpunkte der QT-Kurse.

Nicht verwunderlich ist, dass Quantentechnologie der am häufigsten vorkommende Begriff in den Kurstiteln ist. Kurse mit diesem Top-Begriff befassen sich wahrscheinlich vornehmlich mit Grundlagenthemen sowie Einblicken in die verschiedenen Anwendungsgebiete von Quantentechnologie.

Daneben erscheint das Thema Quantencomputing mit Begriffen wie Quantencomputer, Quantenalgorithmen, Quantencomputing, Quantum computation und Quantensimulation als dominanter Schwerpunkt in den Top-20-Begriffen. Dies entspricht der zentralen Rolle, die Quantencomputing aktuell innerhalb der Quantentechnologien einnimmt.

Eng damit verknüpft ist das häufige Vorkommen des Begriffs der Quanteninformation, die die theoretische Grundlage für viele moderne Quantentechnologien wie Quantencomputer, Quantenkommunikation, und Quantenmetrologie ist.

Neben dem Quantencomputing bildet die Quantenkommunikation einen zweiten inhaltlichen Schwerpunkt. Das häufige Vorkommen von Begriffen wie Quantenkommunikation, Quantenkryptographie und Quantennetzwerken zeigt, dass sichere Informationsübertragung und die Vernetzung von Quantensystemen als zentrale Anwendungsfelder etabliert sind.

Das häufige Auftreten der Begriffe Photonik und Quantenoptik verdeutlicht, dass lichtbasierte Ansätze zentral für viele Quantentechnologien sind. Während die Quantenoptik die theoretische Grundlage dafür bildet, wie man Photonen für Quantenzustände kontrolliert, liefert die Photonik die technische Umsetzung dafür, diese Zustände praktisch nutzbar zu machen.

Ebenso vertreten unter den Top-20-Begriffen ist die Quantenelektronik sowie Begriffe wie Festkörperphysik, Supraleitung, Spintronik und Quantenmaterialien. Diese Begriffe beziehen sich auf physikalische Grundlagen und Technologien, die für die Realisierung von Quantenbauelementen entscheidend sind. Auch wenn diese Begriffe seltener auftreten, verdeutlichen sie die zentrale Rolle der physikalischen Umsetzung für die Weiterentwicklung von Quantentechnologien.

Anwendungsorientierte Bereiche wie Quantensensorik und Quantenbildgebung erscheinen ebenfalls in den Top-20-Begriffen, allerdings mit geringerer Häufigkeit.

Insgesamt zeigt die Analyse der häufigsten Begriffe, dass die Lehrveranstaltungen im Bereich Quantentechnologien sich zwischen praktischen Anwendungsfeldern und physikalischen Grundlagen bewegen. Während Quantencomputing und Quantenkommunikation als Anwendungsgebiete die dominanten Schwerpunkte bilden, werden ebenso physikalische Grundlagen für die Realisierung von Quantenbauelementen behandelt.

Schlüsselthemen

Schlüsselthemen im Überblick

Die eben analysierten Top-Begriffe lieferten einen ersten Einblick in die thematischen Schwerpunkte der QT-Kurse. Sie basierten jedoch ausschließlich auf den Kurstiteln, während wir mit den Kursbeschreibungen zwar weniger Kurse, dafür aber eine deutliche tiefergehende Analysemöglichkeit haben.

Um die thematischen Schwerpunkte der QT-Kurse tiefergehend zu erfassen, wurde daher ein Topic Modeling durchgeführt. Dieses Machine-Learning-Verfahren ermöglicht es, automatisiert inhaltliche Themencluster aus einer großen Textmenge zu identifizieren. Jedes Cluster repräsentiert ein inhaltliches Thema, das auf der gemeinsamen Verwendung bestimmter Begriffe in Kurstiteln und -beschreibungen beruht. Die identifizierten Themen geben also Aufschluss darüber, welche Unterthemen der Quantentechnologie in den gefundenen Kursen abgedeckt werden. Acht Themen wurden im Topic Modeling identifiziert: Quantencomputing, Quantentechnologien & Photonik, Quantenphysik & -optik, Quantenelektronik & Halbleiter, Quantensensorik, Post-Quanten-Kryptographie, Quantenkommunikation und Supraleitende Qubits.

Im Folgenden stellen wir diese Themen nach Gewichtung in der QT-Lehre vor.

Thema 1: Quantencomputing

Das Thema Quantencomputing stellt mit etwa 29 Prozent das dominierende Thema in der QT-Lehre dar. Quantencomputing nutzt die Prinzipien der Quantenmechanik, um komplexe Probleme effizienter zu lösen als klassische Computer dies könnten. Im Mittelpunkt stehen dabei Quantenalgorithmen und Quantenfehlerkorrektur, da sie entscheidend für die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Quantencomputern sind. Die zentrale Rolle von Quantencomputing in der QT-Lehre spiegelt die hohe aktuelle Relevanz und die zukünftige Bedeutung von Quantencomputern innerhalb des Technologiefelds wider.

Thema 2: Quantentechnologien & Photonik

Das zweitgrößte Themenfeld, Quantentechnologien und Photonik (etwa 18 Prozent), spiegelt wider, dass viele Lehrveranstaltungen einen Einstieg in die unterschiedlichen Anwendungsbereiche von Quantentechnologien bieten, von den Grundlagen bis hin zu praktischen Anwendungen in Forschung und Industrie. Ein weiterer Schwerpunkt des Themas liegt auf der Photonik – also auf Technologien, die Photonen nutzen, um Informationen zu übertragen, präzise Messungen durchzuführen oder quantenmechanische Effekte gezielt einzusetzen. Photonik ist besonders relevant für Quantenkommunikation, Quantensensorik und experimentelle Quantensimulationen.

Thema 3: Quantenphysik & -optik

Ein Anteil von etwa 11 Prozent entfällt auf Quantenphysik und -optik. Dieses Thema konzentriert sich auf die theoretischen und experimentellen Grundlagen der Quantenphysik, insbesondere auf Quantenoptik, Teilchenphysik und Quantensimulation. Dies unterstreicht die Relevanz grundlegender Konzepte wie Quantenmechanik, Atome und Teilcheninteraktionen, die das Fundament aller Quantentechnologien bilden.

Thema 4: Quantenelektronik & Halbleiter

Das Thema Quantenelektronik & Halbleiter macht etwa 10 Prozent aus. Diese Themen sind für Quantentechnologien essenziell, da die elektronischen Bauelemente die Grundlage für viele Quantengeräte bilden. Beispiele sind Quantencomputer, Quantensensoren oder quantensichere Kommunikationssysteme, die stabile, effiziente und skalierbare Hardware benötigen. Zudem beschäftigt sich das Thema mit Spintronik und Festkörpertechnologien, was die Entwicklung neuer Materialien, die Quanteneffekte gezielt nutzbar machen und die Leistungsfähigkeit zukünftiger Quantengeräte entscheidend erhöhen, ermöglicht.

Thema 5: Quantensensorik

Das Thema Quantensensorik nimmt ebenfalls etwa 10 Prozent der QT-Kurse ein. Es fokussiert sich auf die Entwicklung und Anwendung von Quantensensoren, die hochpräzise Messungen auf der Basis quantenmechanischer Effekte ermöglichen. Dazu gehören nanoskalige Sensoren, Feldmessungen und Technologien zur Detektion kleinster Veränderungen in physikalischen Systemen. Quantensensorik hat breite Anwendungen, von der Grundlagenforschung bis hin zu industriellen Messsystemen. Ziel ist es, durch die Nutzung von Quantenphänomenen Messgenauigkeit, Sensitivität und Zuverlässigkeit zu erhöhen, was insbesondere für Navigation, Kommunikation und medizinische Technologien relevant ist.

Thema 6: Post-Quanten-Kryptographie

Das Thema Post-Quanten-Kryptographie weist mit einem Anteil von etwa 9 Prozent auf die wachsende Bedeutung von Informationssicherheit hin. Quantenkryptographie behandelt die Entwicklung sicherer Kommunikationssysteme und sorgt damit dafür, dass Daten auch in einer Zukunft mit leistungsstarken Quantencomputern geschützt bleiben. Zentrale Aspekte sind Verschlüsselungsverfahren, quantensichere Protokolle und der Schutz vor Angriffen durch Quantencomputer.

Thema 7: Quantenkommunikation

Das Thema Quantenkommunikation nimmt einen Anteil von 9 Prozent der QT-Kurse ein. Es konzentriert sich auf die theoretischen Grundlagen sicherer Datenübertragung. Wichtige Aspekte sind die Entwicklung von Protokollen, Quantennetzwerken und die Nutzung von Verschränkung für sichere und schnelle Kommunikation. Praktische Anwendungen von Quantenkommunikation reichen von verschlüsselter Kommunikation über lange Distanzen bis hin zum Quanteninternet. Damit ist Quantenkommunikation ein wesentlicher Bestandteil moderner Quantentechnologien, da sie sichere, schnelle und skalierbare Informationsübertragung auf Basis quantenmechanischer Effekte ermöglicht.

Thema 8: Supraleitende Qubits

Das Thema Supraleitende Qubits ist mit einem Anteil von etwa 3 Prozent am geringsten in den QT-Kursen vertreten. Supraleitende Qubits sind ein zentraler Bestandteil moderner Quantentechnologien, da sie die Grundlage für skalierbare Quantencomputer bilden. Der Schwerpunkt des Themas liegt dabei auf elektrischen Resonatoren, Supraleiter-Materialien und der Optimierung von Hardware, damit Quantenoperationen stabil und fehlerfrei ablaufen können.

Zusammenfassend zeigt die Analyse der Themenverteilung, dass die Lehrveranstaltungen stark praxis- und anwendungsorientiert ausgerichtet sind, wobei Quantencomputing mit nahezu einem Drittel den Schwerpunkt bildet. Neben den theoretischen Grundlagen in Quantenphysik und -optik sowie den hardwarebezogenen Bereichen wie Quantenelektronik und supraleitenden Qubits stehen auch konkrete Anwendungen in Quantenkommunikation sowie Post-Quanten-Kryptographie und Quantensensorik im Fokus.

Schlüsselthemen nach Studienbereichen

Als Nächstes wollen wir betrachten, in welchem Ausmaß die acht Schlüsselthemen in den für QT-relevanten Studienbereichen verortet sind. Grundlage dafür ist die Anzahl der Kurse in einem bestimmten Thema pro Studienbereich in Relation zu allen Kursen in diesem Thema. Hier zeigen sich Muster, die sich gut mit der fachlichen Ausrichtung der Studienbereiche erklären lassen.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasen dieser Abbildungen sind die folgenden:

Thema Quantencomputing:
Anzahl: 137 Kurse

Thema Quantentechnologien & Photonik:
Anzahl: 88 Kurse

Thema Quantenphysik & -optik:
Anzahl: 54 Kurse

Thema Quantenelektronik & Halbleiter:
Anzahl: 49 Kurse

Thema Quantensensorik:
Anzahl: 47 Kurse

Thema Post-Quanten-Kryptographie:
Anzahl: 44 Kurse

Thema Quantenkommunikation:
Anzahl: 43 Kurse

Thema Supraleitende Qubits:
Anzahl: 15 Kurse

Die Verteilung der Kurse zeigt deutlich, dass einige Schlüsselthemen multidisziplinär, also in mehreren Studienbereichen verankert sind, während andere stark auf einzelne Fächer konzentriert sind. Besonders Quantencomputing, Quantenkommunikation und Post-Quanten-Kryptographie sind in mehreren Disziplinen verortet: Physik/Astronomie, Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik sowie zu kleineren Anteilen in der Mathematik. Diese Themen verbinden physikalische Grundlagen mit algorithmischen, systemtechnischen oder anwendungsbezogenen Aspekten und bieten sich für eine interdisziplinäre Bearbeitung an.

Die Themen Quantenelektronik & Halbleiter, Quantensensorik sowie Supraleitende Qubits finden sich vor allem in den zwei Studienbereichen Physik/Astronomie und mit einem relativ geringeren Anteil in der Elektrotechnik und Informationstechnik wieder. Hier verzahnen sich starke Grundlagenorientierung und experimentelle Basis aus der Physik mit technischer Umsetzung in der Elektrotechnik und Informationstechnik.

Demgegenüber stehen Themen mit einer klaren fachlichen Schwerpunktsetzung: Quantenphysik & -optik sowie Quantentechnologien & Photonik sind fast ausschließlichlich in Physik/Astronomie angesiedelt. Diese Kurse haben eine hohe Grundlagenorientierung.

Trendthemen

Neben den allgemeinen inhaltlichen Schwerpunkten in den gefundenen Kursen wollen wir außerdem analysieren, inwieweit aktuelle Trendthemen in den QT-Kursen aufgegriffen werden. In Zusammenarbeit mit Experten und Expertinnen haben wir zu diesem Zweck Themen identifiziert, die neuere Entwicklungen mit hohem Innovationspotenzial für Forschung und Industrie darstellen. Dabei kristallisierten sich die drei Themen topologische Qubits, Quantenrepeater und NISQ-Algorithmen heraus, die wir im Folgenden näher betrachten.

NISQ-Algorithmen

NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum)-Algorithmen sind speziell für die gegenwärtige Generation von Quantencomputern entwickelt, die stark fehleranfällig sind. Diese Algorithmen nutzen Ansätze, die trotz Fehleranfälligkeit noch nützliche Ergebnisse liefern. Sie werden zum Beispiel eingesetzt bei Optimierungsaufgaben, in der Quantenchemie oder für Machine Learning. NISQ-Algorithmen sind daher ein zentraler Baustein, um Quantencomputer schon vor der Ära fehlerkorrigierter Systeme praktisch nutzbar zu machen (Bharti et al., 2021).

Wie unten zu sehen, wurden erstmals im Jahr 2020 Kurse zu NISQ-Algorithmen gefunden. Dies zeigt, dass das Thema wenige Jahre nach der Einführung des Begriffs im Jahr 2018 (Preskill, 2018) Eingang in die Hochschullehre gefunden hat. Die Kursanzahlen bleiben mit maximal neun Kursen pro Jahr insgesamt gering, NISQ-Algorithmen stellen bislang also ein eher spezialisiertes Thema in der Lehre dar.

Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass eventuell nicht alle Kurse gefunden wurden, in denen NISQ-Algorithmen behandelt werden, da in etwa der Hälfte der HEX-Lehrveranstaltungen Kursbeschreibungen fehlen und die vorhandenen Beschreibungen teilweise nicht detailliert genug sind.

Von den 37 gefundenen Kursen können 20 dem Studienbereich Informatik, neun der Physik/Astronomie, vier dem Bauingenieurwesen, zwei der Verkehrstechnik, Nautik und zwei keinem Studienbereich zugeordnet werden. Diese Verteilung spiegelt die fachliche Ausrichtung der Themen wider: Die Mehrheit in Informatik erklärt sich durch den algorithmischen Schwerpunkt von NISQ-Ansätzen, während Kurse in Physik/Astronomie die zugrunde liegenden quantenphysikalischen Prinzipien behandeln. Kurse in Bauingenieurwesen und Verkehrstechnik, Nautik betreffen spezielle Anwendungsfälle.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasis dieser Abbildung sind 37 Kurse, die mithilfe von Keywords zu NISQ-Algorithmen gefunden wurden. Die vollständige Liste der Schlüsselbegriffe zur Suche nach relevanten Kursen findet sich im Anhang (Liste 2).

Quantenrepeater

Quantenrepeater sind eine essentielle Technologie für skalierbare Quantenkommunikationsnetzwerke. Sie ermöglichen die Überbrückung großer Distanzen in der Quantenkommunikation, indem sie Quanteninformationen fehlerresistent übertragen. Ohne Quantenrepeater sind sichere Quantenkommunikationsnetze nur über begrenzte Strecken möglich, da Quantenzustände durch Störungen schnell zerstört werden. Sie sind daher ein wichtiger Baustein für ein zukünftiges Quanteninternet, das sichere Kommunikation weltweit und verteiltes Quantencomputing ermöglichen soll (Azuma et al., 2023).

Die Abbildung unten zeigt, dass Kurse zu Quantenrepeatern bisher nur vereinzelt angeboten wurden: Gefunden wurde ein Kurs im Jahr 2020 sowie ein weiterer im Jahr 2024. Dies unterstreicht den Nischencharakter des Themas, wobei auch hier eine Untererfassung möglich sein kann, weil viele Kursbeschreibungen nicht vorhanden oder zu undetailliert sind.

Von den zwei gefundenen Kursen lässt sich einer dem Studienbereich Physik/Astronomie und einer keinem Studienbereich zugeordnet werden.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasis dieser Abbildung sind 5 Kurse, die mithilfe von Keywords zu Quantenrepeatern gefunden wurden. Die vollständige Liste der Schlüsselbegriffe zur Suche nach relevanten Kursen findet sich im Anhang (Liste 3).

Topologische Qubits

Topologische Qubits gelten als eine vielversprechende Art von Qubits, da sie das Potenzial haben, weniger anfällig für Störungen und Fehler zu sein – eines der größten Probleme heutiger Quantencomputer. Sie beruhen auf topologischen Zuständen der Materie, die ihre Informationen so speichern, dass Fehler weniger Einfluss haben. Dadurch könnten sie langfristig stabilere und skalierbarere Quantencomputer ermöglichen (Jin et al., 2023).

Wie in der Abbildung unten zu sehen, wurden Kurse zu topologischen Qubits bereits ab 2016 angeboten. Dies korrespondiert mit den ersten experimentellen Ansätzen in diesem Bereich, die in den 2010er Jahren realisiert wurden (Das Sarma, Freedman & Nayak, 2015). Zudem ist ein leichter Anstieg über die Jahre in den Kursanzahlen zu verzeichnen, was mit der zunehmenden intensiven experimentellen Forschung und Technologieentwicklung ab den 2020er Jahren übereinstimmt (Fu et al., 2021).

Insgesamt bleibt die Zahl der gefundenen Kurse klein, was den nischigen Charakter des Themas in der Hochschullehre unterstreicht. Auch hier ist zu beachten, dass wegen unvollständiger oder undetaillierter Kursbeschreibungen vermutlich nicht alle relevanten Kurse gefunden werden konnten.

Von den 65 gefundenen Kursen lassen sich 62 dem Studienbereich Physik/Astronomie zuordnen und drei dem Studienbereich Informatik. Dies spiegelt die starke Verankerung des Themas in den quantenphysikalischen Grundlagen und der experimentellen Forschung wider, während die wenigen Informatik-Kurse die theoretisch-algorithmischen Aspekte abdecken.

Anmerkung zur Datenbasis

Datenbasis dieser Abbildung sind 65 Kurse, die mithilfe von Keywords zu topologischen Qubits gefunden wurden. Die vollständige Liste der Schlüsselbegriffe zur Suche nach relevanten Kursen findet sich im Anhang (Liste 4).

Fazit: Bildung auf dem Weg in die Quanten-Ära

Die Analyse der Vorlesungsverzeichnisse deutscher Hochschulen zum Thema Quantentechnologie zeigt einen klaren Trend hin zu einer zunehmenden Präsenz dieses Themenfeldes in der Hochschullehre. Im Zeitraum von 2016 bis 2024 wurden rund 1.300 relevante Lehrveranstaltungen identifiziert. Zwar bleibt der Anteil dieser Kurse am gesamten Lehrangebot gering, er weist jedoch einen kontinuierlichen Anstieg auf. Insgesamt hat sich die absolute Zahl der Lehrveranstaltungen mit Bezug zu Quantentechnologien im Beobachtungszeitraum erhöht, was die wachsende Bedeutung des Themenfeldes in der Hochschullehre unterstreicht.

Die Verteilung der Lehrveranstaltungen auf Studienbereiche gemäß der Klassifikation des Statistischen Bundesamts verdeutlicht den multidisziplinären Charakter der Quantentechnologien. Der größte Anteil entfällt mit knapp 50 Prozent auf den Studienbereich Physik/Astronomie. Es folgen Informatik mit etwa 27 Prozent sowie Elektrotechnik und Informationstechnik mit rund 20 Prozent. Damit spiegelt sich die enge Verzahnung von physikalischen Grundlagen, Konzepten der Informatik und ingenieurwissenschaftlichen Anwendungen in der Hochschullehre wider.

Das dominierende Kursformat waren bis 2020 Vorlesungen; seitdem ensprechen ihre Anteile etwa denen von Seminaren. Diese Entwicklung deutet auf ein wachsendes Angebot vertiefender Kurse im Vergleich zu grundlagenvermittelnden zu Lehrveranstaltungen hin. Die Sprachverteilung der Kurse weist zudem auf eine starke internationale Orientierung hin: Nahezu die Hälfte der Lehrveranstaltungen wird auf Englisch angeboten, was Studierenden internationale Arbeits- und Forschungstätigkeiten ermöglicht.

Inhaltlich lassen sich die Lehrveranstaltungen entlang eines Spektrums von theoretischen Grundlagen über anwendungsorientierte Konzepte bis hin zur technologischen Umsetzung verorten. Bezogen auf die Anwendungsfelder liegen die inhaltlichen Schwerpunkte insbesondere auf Quantencomputing (circa 29 Prozent Anteil an den QT-Kursen) und Quantenkommunikation einschließlich Post-Quanten-Kryptographie (etwa 18 Prozent), während Quantensensorik eine vergleichsweise untergeordnete Rolle spielt (etwa 10 Prozent). Diese Gewichtung steht im Einklang mit der erwarteten wirtschaftlichen Relevanz der einzelnen Bereiche: Für das Jahr 2035 wird die Marktgröße des Quantencomputings auf 28–72 Milliarden US-Dollar geschätzt, der Quantenkommunikation auf 11–15 Milliarden US-Dollar und der Quantensensorik auf 7–10 Milliarden US-Dollar (Soller, Gschwendtner, Shabani & Svejstrup, 2025).

Während manche Themen in mehreren Studienbereichen gelehrt werden, sind andere nur in einem oder zwei Studienbereichen verortet. Insbesondere die Themen Quantencomputing, Quantenkommunikation und Post-Quanten-Kryptographie sind in jeweils vier Disziplinen verortet: Physik/Astronomie, Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik sowie zu kleineren Anteilen in der Mathematik. In diesem Bericht können wir noch keine Aussage darüber treffen, zu welchem Ausmaß diese Themen schon interdisziplinär gelehrt (oder beforscht) werden. Die Präsenz der Themen in den verschiedenen Studienbereichen deutet aber darauf hin, dass sich eine interdisziplinäre Lehre anbieten und dadurch einen großen Mehrwert schaffen würde. Dies sollte in der Weiterentwicklung der Lehre zu diesen Themen in Betracht gezogen werden.

Hochspezialisierte Themen wie NISQ-Algorithmen, Quantenrepeater oder topologische Qubits sind bislang nur vereinzelt Bestandteil der Hochschullehre. Angesichts ihres stark spezialisierten und noch überwiegend forschungsnahen Charakters ist dies jedoch erwartbar. Trotzdem zeigt sich insbesondere bei NISQ-Algorithmen und topologischen Qubits, dass die Hochschullehre in der Lage ist, aktuelle technologische Entwicklungen zeitnah aufzugreifen und in die Lehre zu integrieren.

Insgesamt verdeutlichen die Ergebnisse, dass Quantentechnologien in der Hochschullehre zunehmend an Bedeutung gewinnen. Die Lehrveranstaltungen sind durch eine Kombination aus theoretischen Grundlagen und anwendungsorientierten Inhalten gekennzeichnet, wobei insbesondere Quantencomputing und Quantenkommunikation sowie die zugrunde liegenden physikalischen Grundlagen und technologischen Umsetzungen dominieren.

Literaturverzeichnis

Azuma, K., Economou, S. E., Elkouss, D., Hilaire, P., Jiang, L., Lo, H.-K., & Tzitrin, I. (2023). Quantum repeaters: From quantum networks to the quantum internet. Reviews of Modern Physics, 95(4). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.95.045006

bayern photonics e.V. & Optence e.V. (2018). Erhebung des Lehrangebotes mit Bezug zu den Quantentechnologien an deutschen Hochschulen und hochschulnahen Forschungseinrichtungen. https://www.quantensysteme.info/publikationen/detailseite/q/erhebung-des-lehrangebotes-mit-bezug-zu-den-quantentechnologien-an-deutschen-hochschulen-und-hochschulnahen-forschungseinrichtungen

Bharti, K., Cervera-Lierta, A., Kyaw, T. H., Haug, T., Alperin-Lea, S., Anand, A., Degroote, M., Heimonen, H., Kottmann, J. S., Menke, T., Mok, W.-K., Sim, S., Kwek, L.-C., & Aspuru-Guzik, A. (2021). Noisy intermediate-scale quantum (NISQ) algorithms. https://arxiv.org/abs/2101.08448

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). (2023). Handlungskonzept Quantentechnologien. https://www.quantentechnologien.de/fileadmin/public/Redaktion/Dokumente/PDF/Publikationen/Handlungskonzept-Quantentechnologien-2023_bf_C1.pdf

Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR). (2025). Hightech Agenda Deutschland. https://www.bmftr.bund.de/SharedDocs/Publikationen/DE/L/31881_Hightech_Agenda_Deutschland.pdf?__blob=publicationFile&v=13

Das Sarma, S., Freedman, M., & Nayak, C. (2015). Majorana zero modes and topological quantum computation. npj Quantum Information, 1, 15001. https://doi.org/10.1038/npjqi20151

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Europäische Kommission / Quantum Flagship. (2025, Juli). Quantum Europe Strategy: Quantum Europe in a Changing World. https://qt.eu/media/pdf/Quantum_Europe_Strategy_July_2025.pdf

Fu, J.‑B., Li, B., Zhang, X.‑F., Yu, G.‑Z., Huang, G.‑Y., & Deng, M.‑T. (2021). Experimental review on Majorana zero‑modes in hybrid nanowires. Science China Physics, Mechanics & Astronomy, 64, 107001. https://doi.org/10.1007/s11433‑021‑1737‑4

Jin, K.-H., Jiang, W., Sethi, G., & Liu, F. (2023). Topological quantum devices: A review. Nanoscale, 15(31). https://doi.org/10.1039/D3NR01288C

Kurek, M. (2020). Quantum Technologies: Patents, Publications & Investments Landscape. https://doi.org/10.5281/zenodo.7473989

Preskill, J. (2018). Quantum computing in the NISQ era and beyond. Quantum, 2, 79. https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79

Soller, H., Gschwendtner, M., Shabani, S., & Svejstrup, W. (2025). The Year of Quantum: From concept to reality in 2025. McKinsey & Company. https://www.mckinsey.com/capabilities/tech-and-ai/our-insights/the-year-of-quantum-from-concept-to-reality-in-2025

Anhang

Liste 1: Schlüsselbegriffe zur Suche nach quantentechnologierelevanten Kursen:
“(?i)\bQuanten[- ]?Technolog\w\b”, ”(?i)\bquantum technolog\w\b”, “(?i)\bQuanten[- ]?Computing\w\b”, ”(?i)\bquantum computing\b”, ”(?i)\bquantum computation\b”, ”(?i)\bQuanten[- ]?Computer\w\b”, “(?i)\bquantum computer\w\b”, ”(?i)\bQuanten[- ]?Rechner\w\b”, “(?i)\bQuanten[- ]?Programmier\w\b”, ”(?i)\bquantum programming\b”, ”(?i)\bQuanten[- ]?Software\b”, ”(?i)\bquantum software\b”, ”(?i)\bQuanten[- ]?Algorithm\w\b”, “(?i)\bquantum algorithm\w\b”, ”(?i)\bQuanten[- ]?Simulat\w\b”, “(?i)\bquantum simulat\w\b”, ”(?i)\bQuanten[- ]?Kommunikation\w\b”, “(?i)\bquantum communication\b”, “(?i)\bQuanten[- ]?Netzwerk\w\b”, ”(?i)\bquantum network\w\b”, “(?i)\bQuanten[- ]?Kryptogra\w\b”, ”(?i)\bquantum cryptography\b”, ”(?i)\bPost[- ]?Quanten[- ]?Kryptogra\w\b”, “(?i)\bpost[- ]?quantum[- ]?cryptography\b”, “(?i)\bQuanten[- ]Schlüsselverteilung\w\b”, ”(?i)\bquantum key distribution\b”, ”(?i)\bqkd\b”, ”(?i)\bQuanten[- ]?Sensor\w\b”, “(?i)\bQuanten[- ]?basierte\w[- ]?Sensor\w\b”, “(?i)\bquantum sens\w\b”, ”(?i)\bquantum[- ]?based[- ]?sens\w\b”, “(?i)\bQuanten[- ]?Bild\w\b”, ”(?i)\bquantum imag\w\b”, “(?i)\bQuanten[- ]?Metrologi\w\b”, ”(?i)\bquantum metrolog\w\b”

Liste 2: Schlüsselbegriffe zur Suche nach Kursen zu NISQ-Algorithmen:
“(?i)\bnoisy\w\b”, ”(?i)\bnoise\w\b”, “(?i)\bnisq\w\b”, ”(?i)\bqaoa\w\b”, “(?i)\bquantum approximate optimization algorithm\w\b”, ”(?i)\bvqe\w\b”, “(?i)\bvariational\w\b”, ”(?i)\bvariational quantum eigensolver\w\b”, “(?i)\bqml\w\b”, ”(?i)\bquantum machine learning\w\b”, “(?i)\bqsvt\w\b”, ”(?i)\bquantum singular value transformation\w\b”, “(?i)\bqsp\w\b”, ”(?i)\bquantum signal processing\w\b”, “(?i)\bqsvm\w\b”, ”(?i)\bquantum support vector machine\w\b”, “(?i)\bqnn\w\b”, ”(?i)\bquantum neural network\w\b”

Liste 3: Schlüsselbegriffe zur Suche nach Kursen zu Quantenrepeatern:
“(?i)\brepeater\w*\b”

Liste 3: Schlüsselbegriffe zur Suche nach Kursen zu topologischen Qubits:
“(?i)\btopolog\w*\b”

Danksagung

Vielen herzlichen Dank an Franziska Greinert, Professor Doktor Rainer Müller und Fabian Kruse für die Unterstützung bei der Entwicklung der Suchtaxonomie für die vorliegende Analyse und an Doktor Felix Süßenbach für die tatkräftige Unterstützung beim Verfassen des Berichts.