Ein Team der Technischen Universität Ilmenau hat bei der „Quantum Simulator Challenge 2024“ den zweiten Platz belegt. Der Wettbewerb, der von Fujitsu organisiert wurde, fand im Fujitsu Uvance Kawasaki Tower in Tokyo, Japan, statt. Insgesamt nahmen 46 Teams aus 13 Ländern teil, die an individuellen Problemstellungen gearbeitet haben und ihre Projekte zwischen Juli und November 2024 realisierten.
Die Herausforderung zielte darauf ab, Quantenanwendungen auf einem 40-Qubit-Quantensimulator zu entwickeln. In diesem Kontext wurden 2.282 Berechnungsaufträge durchgeführt, die insgesamt 14.500 Betriebsstunden erforderten. Diese intensive Nutzung unterstreicht die erhebliche Relevanz und das Potenzial von Quantencomputing in verschiedenen Industrien.
Die ausgezeichneten Projekte
Das Team der TU Ilmenau, bestehend aus Julia Ingelmann, Philipp Pfeffer und Theo Käufer, präsentierte den Algorithmus QuPIV. Dieser Algorithmus berechnet Kreuzkorrelationen zur Strömungsmessung und findet Anwendungsmöglichkeiten in Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Analyse von Fußgängerströmen sowie der Charakterisierung mikrofluidischer Systeme. Philipp Pfeffer nahm das Preisgeld von 30.000 US-Dollar (ca. 27.700 Euro) im Rahmen der Preisverleihung am 28. März 2025 entgegen. Diese Mittel sollen der Weiterbildung und der Teilnahme an wissenschaftlichen Konferenzen dienen, um die internationale Sichtbarkeit ihrer Arbeit zu erhöhen.
Der erste Preis ging an die Technische Universität Delft, die mit ihrem Projekt zur Optimierung von Schichtplänen in der industriellen Fertigung den Jury überzeugen konnte. Der dritte Platz wurde dem japanischen Startup QunaSys Inc. für eine Simulation elektronischer Molekülzustände zuerkannt. Das Projekt der TU Delft handelte von der Nutzung von bis zu 39 Qubits, während die Ilmenauer ebenfalls bis zu 32 Qubits verwendeten.
Die Zukunft des Quantencomputings
Fujitsu plant, die Zusammenarbeit mit der Quanten-Community weiter auszubauen, um innovative Lösungen zu fördern. Die Technologien Quantum Decision Diagram (QDD) und VQE-Beschleunigungstechnologie, welche erstmals im Wettbewerb zum Einsatz kamen, zeigen bereits vielversprechende Resultate. So konnte die Verarbeitungszeit für bestimmte Berechnungen signifikant reduziert werden: von 2.107 Sekunden auf nur 4 Sekunden bei 26 Qubits und die Berechnungsdauer von 200 Tagen auf einen einzigen Tag.
Quantencomputer haben das Potenzial, komplexe Probleme schneller und effizienter zu lösen als klassische Computer, was viele Bereiche von der Entwicklung neuer Materialien bis hin zu optimierten Logistik- und Verkehrsplanungen betrifft. Wie Fraunhofer beschreibt, sind stabile und zuverlässige Hardware-Umgebungen sowie die Entwicklung von Quantenalgorithmen für industrielle Anwendungen zentrale Forschungsfelder, die auch in der TU Ilmenaus Arbeit eine Rolle spielen.
