Im Zusammenhang mit dem Rahmenprogramm der Bundesregierung “Quantentechnologien – von der Grundlagenforschung zum Markt” sind zum 1. Januar drei Verbundprojekte gestartet, an denen ML4Q-Mitglieder beteiligt sind.
Quantencomputer im Festkörper – QSolid wurde mit einem Gesamtvolumen von 76,3 Millionen Euro für die nächsten 5 Jahre vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Das Projekt ist Teil des Förderaufrufs für Quantencomputer-Demonstratoren, der im Mai letzten Jahres veröffentlicht wurde, um risikoreiche, vorwettbewerbliche Forschungs- und Entwicklungsprojekte mit dem Ziel zu unterstützen, einen Demonstrations-Quantencomputer der ersten Generation vom Typ NISQ zu realisieren. Das Konsortium wird von ML4Q-Mitglied Professor Frank Wilhelm-Mauch (Forschungszentrum Jülich) koordiniert und umfasst Wissenschaftler:innen aus Universitäten (Braunschweig, Stuttgart, Berlin, Köln, Düsseldorf und Konstanz), außeruniversitären Forschungseinrichtungen (Fraunhofer-Gesellschaft, KIT, Leibniz-Institut für Photonische Technologien Jena und CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik) sowie der Industrie (Parity QC Germany, HQS Quantum Simulations, Rosenberger Hochfrequenztechnik, supracon, RACYICS, AdMOS, LPKF Laser & Electronics, ParTec, Atotech Deutschland, Atos Information Technology, Zurich Instrument Germany sowie GLOBALFOUNDRIES).
In diesem Projekt wird ein Quantencomputer-Demonstrator mit Prozessorgenerationen unterschiedlicher Leistungsprofile (Größe, Präzision, Anwendung) auf der Basis supraleitender Schaltungen aufgebaut. Das Kernelement ist die Kombination eines Qubit-Doppelstrangs mit Resonatoren. Die Schaltungen erreichen ihre hohe Qualität durch präzise Fertigung und Analytik in Verbindung mit detaillierter Modellierung. Die Systemintegration wird von einem eng abgestimmten Software- und Firmware-Stack gesteuert. Zur Vorbereitung weiterer Skalierungsschritte wird derzeit eine Lieferkette unterstützender Technologien aufgebaut.
QSolid ist eines von 8 Demonstratorenprojekten, die seit Dezember 2021 angelaufen sind und andere Rechenplattformen wie einzelne Atome, Photonen, gespeicherte Ionen und Spin-Qubits in Diamant umfassen. Erfahren Sie mehr auf quantentechnologien.de
Darüber hinaus ist Professor David Gross einer der Partner von Quantum Methods and Benchmarking for Resource Allocation – QuBRA. QuBRA ist eine Kooperation zwischen Forschung und Industrie und wird im Rahmen der Ausschreibung für Anwendungsnetzwerke für Quantencomputing ebenfalls vom BMBF gefördert. Das Konsortium wird von der Leibniz Universität Hannover koordiniert. Akademische Partner mit Expertise sowohl in der Quanten- als auch in der klassischen Informationsverarbeitung sind die Universität zu Köln, die Ruhr-Universität Bochum und die TU Braunschweig. Konkrete Anwendungsbeispiele sollen in Zusammenarbeit mit der Infineon Technologies AG und der Volkswagen AG entwickelt werden.
Ziel von QuBRA ist es, ein solch breites Konsortium von Experten zusammenzubringen, um das Ausmaß des praktischen Quantenvorteils für die kombinatorische Optimierung von “NP-schweren” Problemen zu quantifizieren; ein Thema, das derzeit nur wenig verstanden wird, aber von großer Bedeutung für industrielle Anwendungen ist, einschließlich Optimierungsproblemen aus dem praktischen Kontext der beiden Industriepartner.
Ein Beispiel: Bei der Produktion von Gütern vom Mikrochip bis zum Automobil müssen Daten von Kunden, Lieferanten und den eigenen Fabriken zusammengeführt werden, um die Auslastung der kapitalintensiven Produktionsanlagen zu maximieren. Schon kleine Lösungsverbesserungen für dieses Optimierungsproblem können zu wirtschaftlichen Vorteilen in Millionenhöhe führen. Link zur Pressemeldung der Universität zu Köln
Professor David Gross ist ebenfalls Mitglied eines weiteren Projektkonsortiums ProvideQ, das erfolgreich Fördermittel des Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) eingeworben hat. ProvideQ ist eines von sechs Gewinnerprojekten der Förderbekanntmachung “Quantencomputing – Anwendungen für die Industrie”, mit der das BMWK Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsprojekte fördert, die die technische Machbarkeit, die Zukunftsfähigkeit und den Nutzen des Quantencomputings anhand relevanter, praktischer Anwendungen nachweisen und demonstrieren.
Geleitet und koordiniert wird das Projekt von Professor Ina Schaefer und Professor Sándor Fekete von der Leibniz Universität Hannover. Ziel ist es, etablierte Modellierungssysteme der klassischen Optimierung um quantenalgorithmische Methoden zu erweitern und solche neuen Methoden des Quantencomputings der Industrie zur Verfügung zu stellen, ohne dass separate Forschungsabteilungen erforderlich sind. Weitere Konsortialmitglieder sind Mathematiker der TU Braunschweig, Quanteninformationstheoretiker der Leibniz Universität Hannover, Quantencomputing-Experten der Johannes Kepler Universität Linz sowie die Optimierungsdienstleister GAMS und 4flow.
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