14.05.2020

Netzwerk für Quantencomputing

Erstes Kompetenzzentrum „Quantencomputing“ nimmt in Baden-Württemberg seine Arbeit auf.

Um die anwendungsnahe Forschung zum Quanten­computing voranzutreiben, gründet die Fraunhofer-Gesellschaft ein nationales Netzwerk Quanten­computing mit Regional­zentren in sieben Bundesländern. Als Erstes nimmt das Kompetenz­zentrum „Quanten­computing Baden-Württemberg“ seine Arbeit auf. Die Landes­regierung fördert das Zentrum in den kommenden vier Jahren mit bis zu vierzig Millionen Euro. Das Fraunhofer IAF übernimmt die koor­dinative Führung des Kompetenz­zentrums Baden-Württemberg gemeinsam mit dem Fraunhofer IAO.

Abb.: Quanten­computing: Teilansicht des „Q Dilution Refrigerator“ von...
Abb.: Quanten­computing: Teilansicht des „Q Dilution Refrigerator“ von IBM. (Bild: G. Carlow)

Ziel des nationalen Kompetenz­netzwerks ist die Entwicklung von quanten­basierten Rechen­strategien für die nächste Generation an Hochleistungs­computern. Die Kooperation beinhaltet den Cloud-Zugriff auf IBM-Quantencomputer in den USA und die Ansiedlung eines IBM-Quanten­rechners in Deutschland, der unter deutschem Recht operiert. Der Zugriff auf Quantencomputer ermöglicht die Erforschung von Technologie, Anwendungs­szenarien und Algorithmen. Darüber hinaus sollen Kompetenz­aufbau und Wettbewerbs­vorteile für die Wirtschaft und Wissenschaft generiert werden.

Unter der Beteiligung von derzeit elf Fraunhofer-Instituten werden deutschland­weit in regionalen Kompetenz­zentren fachliche Expertisen im Forschungsfeld des Quantencomputings gebündelt. Innerhalb des Kompetenzzentrums „Quanten­computing Baden-Württemberg“ wird in Ehningen bei Stuttgart ein IBM-Quantencomputer in Betrieb genommen. Dafür stellt IBM ab 2021 einen Quantencomputer (IBM Q System) als Rechen­plattform auf dem weltweit höchsten Stand der Technik zur Verfügung. Der Standort ermöglicht den Betrieb dieses Quanten­computers unter deutscher Gesetzgebung und die Erfüllung euro­päischer Datenschutz­anforderungen. Außerdem bietet die Hightech-Landschaft Baden-Württembergs aus Großindustrie, mittel­ständischer Industrie, KMUs und Startups vielseitige Möglich­keiten für den anwendungs­bezogenen Einsatz des Hochleistungs­rechners. 

„Der frühzeitige Aufbau von Fach­kompetenzen in Baden-Württemberg und Deutschland stellt einen nicht zu unterschätzenden Wettbewerbs­vorteil dar, der den Standort frühzeitig an der Wertschöpfung im Bereich des Quanten­computing teilhaben lässt“, sagt Oliver Ambacher, Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF in Freiburg und Koordinator des Kompetenzz­entrums Baden-Württemberg. „Das Kompetenz­zentrum Quanten­computing ist ein wichtiger Teil der Landes­strategie für die Festigung der Technologie­führerschaft in Schlüssel­technologien. Wir wollen die intensive Zusammenarbeit zwischen Hochschul- und angewandter Forschung mit der Wirtschaft des Landes schnellst­möglich zum Laufen bringen und damit den künftigen Einsatz von Quanten­technologien voranbringen“, ergänzt Wilhelm Bauer, Instituts­leiter des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO und Technologie­beauftragter des Landes Baden-Württemberg.

Interessierte regionale universitäre und außer­universitäre Einrichtungen sowie Unternehmen werden im Rahmen von Verbund­projekten, über die Auftrags­forschung oder durch Mitglied­schaften in das Kompetenz­zentrum eingebunden. „Ziel ist, möglichst vielen Forschergruppen und Unternehmen einen gut orga­nisierten Zugriff und eine effiziente Nutzung der IBM-Quanten­computer zu ermöglichen“, sagt Ambacher. Bis Ende des Jahres wird das Kompetenz­zentrum die organi­satorischen und technischen Voraussetzungen schaffen, um nachfolgende wissenschaftliche Projekte und Auftrags­forschung unter Nutzung von IBM-Quanten­computern zu ermöglichen. In der Startphase entsteht zudem ein Computer-Pool mit Arbeitsplätzen am Fraunhofer IAF (Freiburg) und Fraunhofer IAO (Stuttgart). Die wissenschaft­lichen Projekte sollen im Januar 2021 starten. 

Fh.-IAF / JOL

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