Ein Anwendungsnetzwerk für Quantencomputer

Das Herzstück eines Prototypen eines Quantencomputers: Optische Komponenten zur Kontrolle einzelner Ionen in einem Ionenfallen-Prozessor
© QVLS

Millionen-Projekt unter Leitung der Leibniz Universität Hannover will Zukunftstechnologie in die Praxis bringen.

Quantencomputer versprechen ungekannte Rechenpower und damit die Lösung von Problemen, an denen klassische Rechner bisher scheitern. Die ersten existierenden Prototypen sind bislang aber vor allem in der Lage eher akademische Fragestellungen ohne praktischen Anwendungsbezug zu lösen. Das Projekt QuBRA unter der Leitung der Leibniz Universität Hannover will nun zeigen, wie das Zukunftsversprechen der Quantencomputer eingelöst werden kann. Zusammen mit Partnern aus Forschung und Industrie sollen konkrete Anwendungsbeispiele entwickelt werden. Das Bundesforschungsministerium fördert das Projekt mit drei Millionen Euro.

Quantenalgorithmen können beispielsweise eingesetzt werden, um Produktionsprozesse zu optimieren. In der hochkomplexen Produktion von Mikrochips oder modernen Fahrzeugen beispielsweise haben bereits kleine Verbesserungen enorme gesamtwirtschaftliche Auswirkungen. Wann aber ein Quantencomputer bei der Lösung der auftretenden Optimierungsprobleme klassischen Rechnern überlegen ist und wann nicht, ist nicht leicht festzustellen. Die Entscheidung hängt ab von den Problemdetails, den Fähigkeiten der Quantencomputer-Hardware und von der Leistungsfähigkeit konkurrierender klassischer Ansätze.

Professor Tobias Osborne vom Institut für Theoretische Physik der Leibniz Universität Hannover und Koordinator des QuBRA-Projekts erläutert: „Dieses Problem ist derzeit kaum verstanden aber für industrielle Anwendungen von großer Bedeutung. Für die Lösung ist eine engere Zusammenarbeit von Grundlagenforschung und Praxis nötig.“ QuBRA bringt dafür ein breites Konsortium von wissenschaftlichen Expertinnen und Experten aus den Bereichen Quanteninformation, klassische deterministische Algorithmen, maschinelles Lernen und Software-Engineering sowie industrielle Anwender zusammen. So sollen Optimierungsprobleme aus dem praktischen Kontext der Industriepartner Infineon und Volkswagen gelöst werden.

QuBRA ist das dritte Großprojekt in kurzer Zeit zum Zukunftsthema Quantencomputer an dem die Leibniz Universität Hannover federführend beteiligt ist. 2021 startete bereits das mit 25 Millionen Euro geförderte Bündnis Quantum Valley Lower Saxony (QVLS) an dem die LUH maßgeblich beteiligt ist und das bis 2025 Niedersachsens ersten 50-Qubit Quantencomputer baut. Und erst vor einem Monat wurde das 44-Milionen-Euro-Projekt ATIQ zur Implementierung von Quantenalgorithmen aus Finanzwesen und Chemie auf einem Quantendemonstrator mit künftigen Anwendern im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme „Quantencomputer-Demonstrationsaufbauten“ bewilligt. Die Leibniz Universität Hannover etabliert sich damit als eine der führenden Quantencomputer Forschungseinrichtungen.

Das Projekt QuBRA (Quantum Methods and Benchmarks for Resource Allocation) ist eine Kooperation von Leibniz Universität Hannover, Technischer Universität Braunschweig, Universität zu Köln, Ruhr-Universität Bochum und der Industriepartner Infineon Technologies AG und Volkswagen AG. Das Bundesforschungsministerium fördert das Projekt mit drei Millionen Euro im Rahmen der Fördermaßnahme „Anwendungsnetzwerk für das Quantencomputing“. Zusammen mit den Eigenmitteln der Industriepartner ergibt sich ein Projektvolumen von 3,7 Millionen Euro. Das Projekt läuft bis Ende 2024.

Hinweis an die Redaktion:
Für weitere Informationen steht Prof. Dr. Tobias Osborne, Institut für Theoretische Physik der Leibniz Universität Hannover, unter Telefon +49 511 762-417502 oder per E-Mail unter tobias.osborne@itp.uni-hannover.de gern zur Verfügung.

https://www.uni-hannover.de/de/universitaet/aktuelles/online-aktuell/details/news/ein-anwendungsnetzwerk-fuer-quantencomputer/

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