Developer Conference zeigt Potenziale der Quantenforschung auf
Quelle: Photonics BW
Veranstaltet wurde die Konferenz vom Fraunhofer IAF und Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO. Die Partner der fünf Verbundforschungsprojekte im KQCBW stellten die Ergebnisse und Anwendungspotenziale des Quantencomputings für die Wirtschaft vor. Gefördert durch das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg arbeiten Forscherinnen und Forscher zusammen mit Unternehmen in fünf Projekten zusammen an der wirtschaftlichen Nutzbarkeit von Algorithmen und Simulations-Verfahren auf Quanten-Hardware.
Über 50 Teilnehmerinnen und Teilnehmer diskutierten die Ergebnisse über zwei Tage hinweg mit spannenden Vorträgen und Poster-Präsentationen.
Prof. Dr. Rüdiger Quay, Institutsleiter des Fraunhofer IAF, und Dr. Alexander Heinrich, Leiter der Geschäftsstelle QuantumBW, verdeutlichten in ihrer Eröffnungsrede die Bedeutung innovativer Ideen für den Erfolg der Quantentechnologien. Betont wurde auch die enge Zusammenarbeit mit Photonics BW im Rahmen der Cross-Clustering-Veranstaltungen für Innovations- und Technologietransfer in verschiedenste potenzielle Anwendungsgebiete. Das laufende Projekt „Photonik und Quantentechnologien für die Industrie 4.0 in Baden-Württemberg” von Photonics BW dient der Weiterentwicklung und Nutzung der Quantentechnologien als strategisches Zukunftsfeld – gefördert durch das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg.
Die Ergebnisse des „SiQuRe II” Projektes wurden präsentiert von Dr. Karl Urban, Gruppenleiter der Materialmodellierung am Fraunhofer IWM. Hier wurden u.a. Cluster von Elektronen in pyramidenförmiger Anordnung, wie sie beispielsweise in der Einheitszelle eines Diamanten vorkommen, auf dem IBM-Q System One Quantencomputer in Ehningen untersucht.
Die Erkenntnisse zur Performance und Stabilität der Quanten-Berechnung sollen in Zukunft auch dabei helfen, Näherungsverfahren aus Chemie und Materialwissenschaft auf klassischen Computern zu verbessern.
Eine Klasse dieser Berechnungs-Methoden stellte Clemes Possel, Doktorand am Fraunhofer ICT und Teil des „QC4BW II” Projektes, vor. Die Verteilung von Elektronen in komplexen Molekülen soll hier mit speziell dafür entwickelter Hardware (auf Basis von NV-Fehlstellen in Diamanten) vorhergesagt werden.
Im Projekt „SEQUOIA End-to-End” stehen Optimierungsprobleme der Wirtschaft im Fokus, wie effiziente Lade-Netzwerke bei E-Mobilität, präsentiert von Dr. Mummaneni (Fraunhofer IAO), oder optimierten Fertigungsstraßen im Vortrag von Dr. Jan Schnabel (Fraunhofer IPA).
Eng verwandt sind die Ansätze zur Optimierung der Resilienz in komplexen Netzwerken, wie Finanzmärkten oder der Stromversorgung, die im „QORA II” Projekt untersucht werden. Die Abbildung dieser Probleme auf aktueller Quanten-Hardware stößt bei bestimmten Netzwerkgrößen auf immer besser verstandene Grenzen. Diese Erkenntnisse spielen eine wichtige Rolle für die Charakterisierung der Rauschprofile aktueller Hardware.
Die Ergebnisse des QuEst+ Projektes präsentierte Albert Pool, Doktorand am DLR Institut für technische Thermodynamik. Hier werden elektrochemische Prozesse in Batterien mithilfe hybrider Algorithmen untersucht, bei denen klassische Computer die Quanten-Hardware unterstützen.
Darüber hinaus wurde eindrücklich gezeigt, wie die kontrollierte Produktion von Diamant-Fehlstellen, eine vielversprechende Quantenplattform, in den Laboren des Fraunhofer IAF und dem dort ansässigen Unternehmen Quantum Brilliance abläuft. Diese auf Quantencomputing basierenden Bausteine werden anschließend im Nachbarlabor, dem “Quanten Computing Lab”, auf ihre Tauglichkeit als Qubit untersucht.
Die Konferenz machte deutlich, wie weit die anwendungsorientierte Forschung im Bereich Quantencomputing in Deutschland ist. Gleichzeitig wurde aufgezeigt, wo die aktuellen Schwierigkeiten der State-of-the-Art Plattformen, wie dem IBM System One in Ehningen, liegen. Eine eigenständige Forschung an rauscharmen Qubits mit Rechenoperationen hoher Güte ist weiterhin enorm wichtig, genau wie die Suche nach geeigneten Algorithmen, welche schon auf aktuellen Systemen Erfolg zeigen.