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In den so genannten Schlüsseltechnologien arbeiten Deutschland und Israel auf verschiedenen Gebieten zusammen. Auch zunehmend von ökonomischem Interesse für den bilateralen Austausch sind die Frontier Technologies (beispielsweise Künstliche Intelligenz, Quantentechnologien). Die Kooperation erfolgt sowohl auf bi- als auch auf multilateraler Ebene.
Die Forschungskooperation zu neuen Materialien und Nanotechnologie ist aus früheren Projekten zur Erforschung von Magnesiumlegierungen zur Nutzung für Batterien hervorgegangen. Im Rahmen der 6. Deutsch-Israelischen Regierungskonsultationen 2016 vereinbarten beide Länder eine Zusammenarbeit in der angewandten Nanotechnologie.
Sowohl Israel als auch Deutschland haben als Hightech-Standorte das enorme technologische Potenzial der Quantentechnologien erkannt und in den letzten Jahren zahlreiche entsprechende Aktivitäten und Fördermaßnahmen auf den Weg gebracht.
Im Rahmen der zivilen Sicherheitsforschung arbeiteten Israel und Deutschland bislang gemeinsam daran, kritische Infrastrukturen wie Energie- und Wasserversorgung, Straßen- und Warenverkehr zu schützen und die hohe Sicherheit der Bürgerinnen und Bürger zu erhalten.
Im Rahmen des Kooperationsprogramms wurden Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft bei Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zu neuen Lasergenerationen und bei der Erschließung neuer Anwendungsfelder unterstützt.