Tag Quantencomputing

Vortragsreihe „Angewandtes Quantencomputing am Fraunhofer IGD in Darmstadt“

Impulse für den Praxistransfer: Quantencomputing in Forschung und Industrie

Das Zentrum für Angewandtes Quantencomputing (ZAQC) lädt im Juni zu einer hybriden Vortragsreihe am Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD ein. Expertinnen und Experten stellen konkrete Anwendungsszenarien, aktuelle Herausforderungen und innovative Lösungsansätze vor – von der Optimierung über Simulationstechniken bis hin zur Wirkstoffforschung.

Quantencomputing gilt als eine der vielversprechendsten Zukunftstechnologien. Doch um sein Potenzial auszuschöpfen, ist ein grundsätzlich neues Denken gefragt: probabilistische statt deterministischer Algorithmen, verschränkte Qubits statt klassischer Bits – und eine komplett andere Art der Problemlösung.

Das vom Land Hessen geförderte Zentrum für Angewandtes Quantencomputing (ZAQC), das am Fraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD in Darmstadt beheimatet ist, möchte diese Brücke schlagen – zwischen Grundlagenwissen, industriellen Anwendungsfeldern und konkreten Lösungsideen. Ziel ist es, Unternehmen und Forschungseinrichtungen frühzeitig zu befähigen, die Potenziale des Quantencomputings zu identifizieren, zu bewerten und gezielt zu nutzen.

In diesem Kontext veranstaltet das ZAQC im Juni 2025 eine öffentliche hybride Vortragsreihe, in der Expertinnen und Experten aus Forschung über ihre aktuellen Aktivitäten, Herausforderungen und Lösungsansätze im Bereich des angewandten Quantencomputing berichten.

Die Reihe soll über aktuelle Erkenntnis informieren und den Austausch zwischen Industrie und angewandter Forschung fördern – und richtet sich sowohl an Interessierte, die bisher noch keine oder wenig Berührung mit Quantencomputing hatten, als auch an Fachleute aus der Industrie u.a. für die Bereiche Chemie, Pharma oder Ingenieurwesen.

Programmübersicht:

Ort: Hörsaal des Fraunhofer IGD in Darmstadt & online
Zeit: jeweils um 17:00 Uhr
Anmeldung: Quantencomputing – Fraunhofer IGD / https://www.igd.fraunhofer.de/de/veranstaltungen/quantencomputing.html

4. Juni 2025 – Quanteninspirierte Optimierung
Dieser Vortrag stellt Algorithmen vor, die physikalische Prinzipien wie den Quanten-Tunneleffekt nutzen, um klassische Optimierungsprobleme effizienter zu lösen – etwa in Logistik, Finanzen, maschinelles Lernen oder Pharmazie.

12. Juni 2025 – Tensornetzwerke für die physikalische Simulation
Tensornetzwerke bieten eine vielversprechende Lösung für Simulationen komplexer physikalischer Systeme in der Naturwissenschaft, insbesondere dort, wo klassische Verfahren an ihre Grenzen stoßen. Anwendungsfelder reichen von Quantenchemie bis zur numerischen Ingenieurmechanik.

18. Juni 2025 – Quantencomputing für die Proteinfaltung
Die präzise Vorhersage von Proteinstrukturen spielt eine zentrale Rolle in der Wirkstoffentwicklung im Bereich Arzneimittelforschung und computergestützten Biologie. Der Vortrag zeigt, wie Quantenoptimierung neue Wege eröffnet, um komplexe biologische Prozesse wie die Proteinfaltung zu analysieren – und stellt den Leistungsstand heutiger Quantenhardware klassischen Lösungsansätzen gegenüber.

Ziel der Vortragsreihe ist es, den Einsatz von Quantencomputing in realen Anwendungsszenarien greifbar zu machen – und so den Weg für zukünftige Innovationen zu ebnen.

Weitere Links:

ZAQC / Angewandtes Quantencomputing – Fraunhofer IGD: https://www.igd.fraunhofer.de/de/forschung/kernkompetenzen/angewandtes-quantencomputing.html

Veranstaltungsreihe / Quantencomputing – Fraunhofer IGD: https://www.igd.fraunhofer.de/de/veranstaltungen/quantencomputing.html

Über das Fraunhofer IGD:
Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD setzt seit über 30 Jahren Standards im Visual Computing, der bild- und modellbasierten Informatik. Die rund 260 Mitarbeitenden des Fraunhofer IGD unterstützten Unternehmen und Institutionen der Branchen Automotive, Gesundheit und Pflege, Bioökonomie, Software- und IT-Wirtschaft, Maritime Wirtschaft sowie Kultur- und Kreativwirtschaft. Das Fraunhofer IGD bietet konkrete technologische Lösungen und hilft bei der strategischen Entwicklung. Die Forscherinnen und Forscher betreiben Problemanalyse, konzipieren Soft- und Hardwaresysteme, entwickeln Prototypen und realisieren und implementieren visuell-interaktive Systeme. Schwerpunkte sind Mensch-Maschine-Interaktion, Virtual und Augmented Reality, künstliche Intelligenz, interaktive Simulation, Modellbildung sowie 3D-Druck und 3D-Scanning. Das Fraunhofer IGD betreibt seit 1987 Spitzenforschung und begleitet an seinen zwei Standorten Darmstadt und Rostock den gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Wandel mit anwendungsorientierten Lösungen. Internationale Relevanz entfalten seine Produkte durch die Zusammenarbeit mit dem österreichischen Schwesterinstitut an den Standorten Graz und Klagenfurt sowie die Beteiligung an verschiedensten EU-Projekten.

Kontakt
Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD
Daniela Welling
Fraunhoferstraße 5
64283 Darmstadt
+49 6151 155-146
https://www.igd.fraunhofer.de

Oliver Köth, Chief Technology Officer bei NTT DATA

München, 16. Dezember 2021 – BMW hat die vier Gewinner der BMW Quantum Computing Challenge bekannt gegeben. Das Team mit 1QBit (https://1qbit.com/), NTT DATA (https://de.nttdata.com/) und NTT Research, Inc. (https://ntt-research.com) hat in der Kategorie „Konfigurationsoptimierung von Vorserienfahrzeugen“ gewonnen. Forschende und Unternehmen waren in dem Wettbewerb aufgerufen, innovative Quantenalgorithmen zu entwickeln und ihre Lösungen auf realen Quantencomputern zu testen. Quantencomputing berge im Automobilsektor immense Potenziale, etwa bei komplexen Optimierungsproblemen, in der Materialforschung sowie beim Quantum Machine Learning für das automatisierte Fahren, so BMW.

Die Gewinner aus weltweit 70 Einreichungen wurden auf der Q2B 2021 verkündet, der führenden Konferenz für die Anwendung von Quantencomputing. In ihrer Begründung lobt die Jury aus Wissenschaft und Wirtschaft: „Das Gewinnerteam von 1QBit und NTT überzeugt mit hybriden Algorithmen, die eine effektive Lösungsfindung ermöglichen und sehr gute Ergebnisse auf bereits vorhandener Hardware erzielen. Darüber hinaus beinhaltet der Beitrag Methoden zur mittelfristigen Verbesserung dieser hybriden Algorithmen und ein Lösungsmodell für zukünftige fehlertolerante Quantencomputer.“

In der Wettbewerbskategorie, in der 1QBit und NTT nun erfolgreich waren, möchte BMW ausloten, wie man die Millionen Kombinationen bei der Konfiguration von Vorserienfahrzeugen vor dem Produktionsstart so optimieren kann, dass möglichst wenige Tests etwa mit Erlkönigen auf der Straße notwendig sind. Harmoniert der 2-Liter-Motor mit der beheizbaren Windschutzscheibe und den Ledersitzen? Was auf den ersten Blick unproblematisch erscheint, kann im Test unter Extrembedingungen doch zu neuen Erkenntnissen führen. Große Hoffnungen setzt BMW dabei auf Quantenalgorithmen. „Die Technologielandschaft beim Quantencomputing steht noch am Anfang. Dennoch sind wir davon überzeugt, dass Zukunftstechnologien wie Quantencomputing das Potenzial haben, unsere Produkte begehrenswerter und nachhaltiger zu machen. Mit unserem Crowd-Innovation-Ansatz hoffen wir, zusätzlich innovative Kräfte aktivieren zu können, die in einem normalen Ausschreibungsprozess nicht zum Zuge kämen“, sagt Peter Lehnert, Vice President Forschung und neue Technologien der BMW Group.

Das Siegerteam hat eine einzigartige hybride Lösung gefunden, die sowohl auf aktuell verfügbarer spezialisierter Hardware läuft als auch auf universellen und adiabatischen Quantencomputern, die erst in einigen Jahren marktreif sein werden. Forschende von NTT Research haben eine Coherent Ising-Machine (https://ntt-research.com/play-video/?video=646579448) entwickelt, benannt nach dem Physiker Ernst Ising. Ursprünglich 1924 zur Modellierung von magnetischen Strukturen ersonnen, lassen sich mit dem Ising-Modell auch Lösungen für Optimierungsprobleme, etwa aus der Businesswelt, finden. Eine Coherent Ising-Machine ist ein Netzwerk aus optisch parametrischen Oszillatoren, deren stärkste gemeinsame Oszillation mit der Lösung eines so genannten Ising-Problems korrespondiert. „Unser Ziel ist, die optischen Elemente wie Lichtwellenleiter künftig durch miniaturisierte photonische Chips zu ersetzen, um Coherent Ising-Machines leicht in Umgebungen mit herkömmlichen Digitalrechnern integrieren zu können“, sagt Yoshihisa Yamamoto, Direktor der Physics & Informatics (PHI) Lab bei NTT Research.

Dass die drei Partner in nur zwei Monaten ein so bahnbrechendes und praxisnahes Konzept einreichen konnten, liegt am Know-how der Partner. So ist Quantencomputing eines der zentralen Forschungsfelder von NTT Research. Und der Algorithmus stammt vom kanadischen Partner 1QBit, dem weltweit führenden Experten für Quantenalgorithmen. 1QBit verfügt über Fachwissen in den Bereichen Quanten-Hardware-Design, Quanten-Algorithmen, klassische Datenverarbeitung und Software-Produkte. „Die BMW Quantum Computing Challenge erlaubt es uns, all unsere Expertise in einem Projekt zu demonstrieren, im Dienste der tiefgreifenden Vision von BMW“, sagt Andrew Fursman, Co-Founder & CEO von 1QBit. „Dass unsere Arbeit im Bereich des klassischen Hochleistungsrechnens, der exotischen Spezialhardware und des universellen Quantencomputings zu dieser erfolgreichen Lösung beigetragen hat, erfüllt mich mit Stolz. Wir könnten mit dem Ergebnis nicht zufriedener sein.“

Alberto Acuto, Quantum Practice Lead bei NTT DATA, betont, dass die preisgekrönte Arbeit keineswegs nur ein theoretischer Nachweis der Machbarkeit sei. „Wir haben von BMW reale Daten bekommen und bewiesen, dass unser hybrider Ansatz sinnvolle optimierte Lösungen liefert und eine Coherent Ising-Machine als neuartiger Ansatz zur Lösung von Optimierungsproblemen eingesetzt werden kann.“

Der Wettbewerb ist der Startschuss für eine weitere Zusammenarbeit. Die Sieger gewinnen die BMW Group als Kunden und werden im Anschluss in die Umsetzung der jeweiligen Pilotprojekte eingebunden. „NTT DATA kann auf eine fast 30-jährige Zusammenarbeit mit BMW zurückblicken, sowohl hier in Deutschland als auch weltweit. Im Laufe der Jahre haben wir BMW bei der umfassenden digitalen Transformation, der Rationalisierung von Prozessen und der Einführung von Innovationen unterstützt“, betont Oliver Köth, Chief Technology Officer bei NTT DATA. „Ich freue mich, dass wir die Jury überzeugt haben und unsere Beziehung mit BMW auch in diesem zukunftsweisenden Bereich ausbauen können.“

Über 1QBit

1QBit ist das führende Unternehmen, das einen „Software-first“-Ansatz für Quantencomputing verfolgt. Als erstes Unternehmen seiner Art wurde 1QBit 2013 in Vancouver, Kanada, gegründet und unterhält Satellitenbüros am Perimeter Institute in Waterloo, Ontario, und in Partnerschaft mit der Universität Sherbrooke in Quebec. 1QBit arbeitet eng mit Herstellern von Quantenhardware und Industrieunternehmen zusammen, die Quantenlösungen benötigen, um heute einen dauerhaften Wert zu schaffen. Erfahren Sie mehr unter 1QBit.com.

Über NTT Research

NTT Research eröffnete seine Büros im Juli 2019 als neues Startup im Silicon Valley, um Grundlagenforschung zu betreiben und Technologien voranzutreiben, die positive Veränderungen für die Menschheit bewirken. Derzeit sind drei Labore in den Einrichtungen von NTT Research in Sunnyvale untergebracht: das Physik- und Informatiklabor (PHI), das Labor für Kryptografie und Informationssicherheit (CIS) und das Labor für Medizin- und Gesundheitsinformatik (MEI). Ziel der Organisation ist es, die Realität in drei Bereichen zu verbessern: 1) Quanteninformation, Neurowissenschaften und Photonik; 2) Kryptographie und Informationssicherheit; und 3) Medizin- und Gesundheitsinformatik. NTT Research ist Teil von NTT, einem globalen Anbieter von Technologie- und Geschäftslösungen mit einem jährlichen F&E-Budget von 3,6 Milliarden Dollar.

Über NTT DATA

NTT DATA – ein Teil der NTT Group – ist Trusted Global Innovator von Business- und IT-Lösungen mit Hauptsitz in Tokio. Wir unterstützen unsere Kunden bei ihrer Transformation durch Consulting, Branchenlösungen, Business Process Services, Digital- und IT-Modernisierung und Managed Services. Mit NTT DATA können Kunden und die Gesellschaft selbstbewusst in die digitale Zukunft gehen. Wir setzen uns für den langfristigen Erfolg unserer Kunden ein und kombinieren globale Präsenz mit lokaler Kundenbetreuung in über 50 Ländern. Weitere Informationen finden Sie unter nttdata.com.

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