Ziel des Großforschungsprojektes ist es, Quantencomputing für industrielle Anwendungen nutzbar zu machen. Dazu werden Algorithmen für unterschiedliche Einsatzfelder entwickelt und bewertet. Die neue Technologie soll im Erfolgsfall für Unternehmen aus vielen Branchen zugänglich sein.

Komplexe Probleme schneller lösen

Das Ziel der Quantencomputing-Initiative beschreibt Prof. Anita Schöbel, Leiterin des Fraunhofer ITWM und bei Fraunhofer mitverantwortlich für den Aufbau des Kompetenznetzwerkes Quantencomputing: »In der Theorie können Quantencomputer eine ganze Reihe praxisrelevanter Probleme viel schneller lösen als das mit klassischen Computern möglich ist. In unserem Projekt wollen wir Probleme identifizieren, für die das auch praktisch möglich ist und das dann industriell nutzbar machen.«

Wie praxisrelevant die neue Technologie ist, erläutert sie an einem Beispiel: »An unserem Institut arbeiten wir häufig mit partiellen Differentialgleichungen, um beispielsweise Prozesse bei der Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien oder Windturbinen zu beschreiben oder granulare Strömungen zu berechnen. Solche Gleichungen lassen sich in quantenmechanische Gleichungen umwandeln und mit Quantencomputern viel schneller lösen als bisher«.

ITWM-Gruppe nutzt bereits IBM Quantencomputer

Am Fraunhofer ITWM gibt es bereits seit Anfang April eine Gruppe von Testnutzern, die via Cloud auf verschiedenen IBM Quantencomputern in den USA rechnen. Kern dieser Gruppe sind Dr. Valeria Bartsch und Dr. Peter Klein. »Quantenalgorithmen zu konstruieren, erfordert einerseits völlig neue Programmierparadigmen, andererseits ist das Quantencomputing heute oft noch nicht konkurrenzfähig. Sollten sich aber die Road Maps der Quantenhardware Hersteller – wie IBM – tatsächlich erfüllen, dann wird dies schon sehr bald ganz anders sein«, erläutert der Physiker Peter Klein. Das Beherrschen von Quantencomputern werde zu einem echten Wettbewerbsvorteil und etwa die Lösung hochkomplexer Logistikfragestellungen, wie eine schnelle Fahrplan-Adaption an Störungen, werde mit dem Quantencomputing überhaupt erst denkbar.

Challenge beim Healthcare Hackathon: Jetzt schon informieren auf qiskit.org

Bereits beim Healthcare Hackathon am 21. und 22. Juni in Mainz können Workshop-Teilnehmende sich ein ganz konkretes Bild vom Quantencomputing machen: Das ITWM wird eine kleine Challenge beitragen, deren Lösung mit einem Quantenalgorithmus auf IBM Quantenrechnern gefunden werden soll. Interessenten können sich bereits jetzt auf qiskit.org darüber informieren, wie man Quantenalgorithmen in Python programmiert.

Ausführliche Erläuterungen zum Quantencomputing bei Fraunhofer gibt es hier

Über die Fraunhofer-Gesellschaft

Die Fraunhofer-Gesellschaft ist die führende Organisation für angewandte Forschung in Europa. Unter ihrem Dach arbeiten 72 Institute und Forschungseinrichtungen an Standorten in ganz Deutschland. Mehr als 26 600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter erzielen das jährliche Forschungsvolumen von 2,6 Milliarden Euro. Davon fallen ca. 2,2 Milliarden Euro auf den Leistungsbereich Vertragsforschung. Rund 70 Prozent dieses Leistungsbereichs erwirtschaftet die Fraunhofer-Gesellschaft mit Aufträgen aus der Industrie und mit öffentlich finanzierten Forschungsprojekten. Internationale Kooperationen mit exzellenten Forschungspartnern und innovativen Unternehmen weltweit sorgen für einen direkten Zugang zu den wichtigsten gegenwärtigen und zukünftigen Wissenschafts- und Wirtschaftsräumen.