Serie: Quantentechnologien

Ziel des Fraunhofer IIS ist es, Quantentechnologien voranzubringen und für die Anwendung nutzbar zu machen. Durch unsere Expertise in den Bereichen Hardware und Algorithmik sind wir ein wichtiger Lieferant für Know-how, das für die Entwicklung und praktische Umsetzung von Quantentechnologien, wie einem nutzbaren Quantencomputer, relevant ist. Darüberhinaus engagieren wir uns in der Quantensensorik für wesentlich genauere Messungen als bisher und in der Quantenkommunikation für eine sichere Informationsübertragung.

Quantentechnologie optimiert Lösungsansätze von Computern

01. Juli 2024

© Fraunhofer IIS

Für hochkomplexe Forschung lohnt es sich, einen Use Case zu haben. Denn das wirkt zielführend für den gesamten weiteren Entwicklungsprozess. Alex Goeßmann und Martin Braun von der DATEV eG bringen genau den mit: Sie möchten Entscheidungen und Lösungsansätze von Computern durch Quantentechnologie optimieren und beschleunigen, zum Beispiel beim Maximum Cut in der Graphentheorie. Zusammen arbeiten Sie mit Fritz Wagner vom Fraunhofer IIS im Projekt QuaST an diesem Ziel: Die DATEV liefert Anwendungsbeispiele und Problemstellungen, Fraunhofer quantenwissenschaftliche Expertise und Problemlösungen. Im Podcast erklären die Wissenschaftler, wie die Zusammenarbeit funktioniert, welche Vorteile sich dadurch ergeben, und wie die Zukunft der Quantentechnologien aussieht.

→ Zum Podcast

 

In die Zukunft sehen mit Quantenalgorithmen

20. Juni 2024

© Fraunhofer IIS

Für hochkomplexe Forschung lohnt es sich, einen Use Case zu haben. Denn das wirkt zielführend für den gesamten weiteren Entwicklungsprozess. Tanja Döhler, Data Scientist von der DATEV eG, einem Softwareanbieter für Steuerberatung und Wirtschaftsprüfung bringt genau den mit: Sie möchte die zukünftige Performance von DATEV-Produkten anhand verschiedener Variablen ermitteln. Zusammen mit der Wirtschaftsmathematikerin Claudia Ehrig vom Fraunhofer IIS arbeitet Sie im Projekt QuaST im Zuge dessen daran, Zeitreihen mithilfe von Quantenalgorithmen zu prognostizieren. Im Podcast erklären die beiden Forscherinnen, warum das für den Use Case nötig ist, wie die Technologie funktioniert, und welche Benefits zu erwarten sind.

→ Zum Podcast

 

 

Ziel: 400 Qubits – der Quantencomputer wächst

10. Juni 2024

© Fraunhofer-Gesellschaft / Amelie Roth

Noch sind sie Experimente im Labor – doch sollen Quantencomputer schon bald alltäglich werden. Elementar dafür ist eine Skalierung, also eine »Vergrößerung« der Rechner. Derzeit umfassen diese nur einige wenige Quanten-Bits, genannt Qubits. Mit der Entwicklung des Prototyps eines 400-Qubit-Quantencomputers eröffnet ein großes Forscherteam aus zahlreichen Institutionen nun eine mittelfristige Perspektive. Forschende des Fraunhofer IIS haben dabei sowohl die Skalierung als auch die hohe Qualität der Qubit-Ansteuerung im Blick. 


Zum Beitrag

Hardware für Quantencomputing: Qubits über Chips ansteuern

2. Februar 2024

© Fraunhofer-Gesellschaft / Amelie Roth

Quantencomputer sind bislang Laboraufbauten, die mit einer Handvoll Qubits arbeiten. Sollen sie sich einen Weg in die Alltagsanwendung bahnen, erfordern sie umfangreiches Equipment und müssen Millionen Recheneinheiten umfassen. Eine Ansteuerung über Laborgeräte ist da keine Option. Im Projekt SHARE arbeiten Forschende des Fraunhofer IIS daran, die Qubits über Chips anzusteuern.


Zum Beitrag

Podcast-Serie: Zusammenarbeit auf Quantenebene

8. Dezember 2023

© Fraunhofer IIS / Florian Müller

Wenige Technologien versprechen einen solch gewaltigen Entwicklungssprung wie die der Quanten. Gleichzeitig sind wenige Technologien derartig komplex und vielschichtig. Aus diesem Grund ist es unabdingbar, Kompetenzen, Know-How und Kräfte zu bündeln, um diese vielversprechende Zukunftstechnologie in eine effiziente Anwendbarkeit zu überführen. Um einen wirklichen Nutzen aus Quantencomputern (QC) zu ziehen, ist es notwendig auch die passenden Werkzeuge und Dienstleistungen zu entwickeln. Die Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen und der DATEV AG innerhalb des Projekts QuaST basiert genau auf diesem Gedanken.

Zur Serie

Quantencomputing in der Wirtschaft

20. November 2023

© Fraunhofer IIS

Quantencomputer sind seit einigen Jahren die große Hoffnung von Wissenschaft und Wirtschaft. Basierend auf einer Technik, die statt mit Bits mit sogenannten Qubits rechnet, kann ein Quantencomputer Berechnungen nicht nur schneller lösen, sondern auch Probleme lösen, die komplexer sind. Zukünftig sollen Quantencomputer zum Beispiel berechnen können, wie das Universum entstanden ist und Verschlüsselungen knacken, für die bisherige Computer viel zu langsam sind. Auch für die Fraunhofer-Gesellschaft ist Quantencomputing ein wichtiges Forschungsfeld. Das Fraunhofer IIS erforscht etwa, wo Quantencomputing in der Industrie sinnvoll zum Einsatz kommen kann.

→ Zum Podcast

 

 

Quantencomputer auf Wachstumskurs

15. August 2023

© AdobeStock/DP, iStock/koto_feja, Fraunhofer IIS

Noch stecken Quantencomputer in den Kinderschuhen: Viele offene Fragen sind zu klären. Wie beispielsweise teilt man den kleinen Recheneinheiten – Quantenbits oder Qubits genannt – mit, was sie tun sollen? Wie liest man ihre Ergebnisse aus? Die nötige Elektronik für dieses Ansteuern und Auslesen der Quantenbits entwickeln Forschende des Fraunhofer IIS. So arbeiten sie im Projekt SHARE daran, künftig hunderte Qubits mit einem einzigen Breitbandkabel ansteuern zu können. Bisher sind für jedes Qubit vier Kabel nötig. Ein weiterer Teil des Projekts SHARE liegt in der Abschirmung von Qubits, die auf neutralen Atomen basieren.

Zum Beitrag

SHARE: Quanten-Hardware für die Fertigungstechnologie funktionstüchtig machen

15. Februar 2023

© AdobeStock/DP, iStock/koto_feja, Fraunhofer IIS

Quantencomputer können kniffelige Problemstellungen schneller lösen als jeder herkömmliche Hochleistungsrechner. Vorteile versprechen sie daher künftig bei aufwändigen Optimierungen in der Logistik oder der Produktion. Doch damit das funktioniert, muss die Hardware eines Quantencomputers erst beherrschbar gemacht werden. Ein Forschungsfeld, dem sich das Fraunhofer IIS widmet – etwa im Projekt SHARE.

Zum Beitrag

Quantum Machine Learning am Fraunhofer IIS: Ein Interview mit Dr. Daniel Scherer

22. Juli 2022

© AdobeStock/DP, iStock/koto_feja, Fraunhofer IIS

Das Fraunhofer IIS arbeitet an den Technologien der Zukunft. Einen gewaltigen Sprung verspricht das Quantencomputing. Speziell im Bereich des Quantum Machine Learning (QML) wird dabei am Fraunhofer IIS erfolgreich geforscht. Worum es sich bei QML eigentlich handelt, wie weit diese Forschung inzwischen fortgeschritten ist und inwiefern man Ergebnisse schon anwenden kann, erfahren sie in diesem Interview.

Zum Beitrag

Quantentechnologien am Fraunhofer IIS - gut zu wissen

14. Juli 2022

Quantenkommunikation
© rybindmitriy - stock.adobe.com
Quantenkommunikation

Grundlagen und Projekte der am Fraunhofer IIS behandelten Quantentechnologien kurz präsentiert


Zum Überblick

Effizienter, schneller, leistungsstärker: Quantencomputing für die industrielle Anwendung

12. April 2022

© Fraunhofer-Gesellschaft / Amelie Roth

Auch, wenn Quantencomputing noch nicht im alltäglichen Gebrauch angekommen sind: Das Fraunhofer IIS forscht schon heute anwendungsbezogen an den entsprechenden Technologien von morgen, um Quantencomputer praxistauglich zu machen. Dabei liegt der Fokus auf den konkreten Bedürfnissen der Wirtschaft, damit das hohe Potenzial dieser Zukunftstechnologie künftig praktisch genutzt werden kann.


Zum Beitrag

Quantencomputing – Potenziale für komplexe Optimierungsprobleme in Industrieanwendungen

20.10.2021

Das Rechnen mit Q(u)bits auf der Basis quantenmechanischer Prinzipien stellt eine »Revolution« in der Computertechnik dar, ähnlich wie beim Durchbruch der Computertechnik und der Umstellung von analogen zu digitalen Technologien. In dieser neuen Art von Rechnern steckt hohes Potenzial, doch wie und wann wird das Quantencomputing konventionelle Computertechnik ersetzen bzw. ist das Rechnen mit Qbits für alle Anwendungen geeignet und sinnvoll?

Quantencomputing bietet einen neuen Ansatz, um komplexe Berechnungen und Prädikationen sehr schnell und in allen möglichen Varianten durchzuführen. Damit dies gelingen kann, ist jedoch die erste Herausforderung der Bau und Betrieb eines funktionierenden Quantencomputers.

Mit der Inbetriebnahme zum Beispiel des BayQS – des bayerischen Quantenhubs und Quantencomputers, der von IBM und Fraunhofer betrieben wird – rückt dies in greifbare Nähe.

Was mit Qbits bzw. mit der Quantentechnologie für verschiedene Aufgaben in der mathematischen Optimierung, für Maschinelles Lernen und Anwendungen der Künstlichen Intelligenz sowie für typische Industrieanwendungen möglich scheint, erläutern drei der Quantenexperten des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS Markus Weissenbäck, Dr. Axel Plinge und Dr. Richard Schielein.

 

Quantencomputer für die industrielle CT
Dr. Richard Schielein untersucht und testet den Einsatz von Quantenalgorithmen zur verbesserten Planung von Bildverarbeitungs- und Röntgenprüfverfahren. Mit der Quanten-Computertomographie für Industrieröntgen ergeben sich hier neue Möglichkeiten.

Zum Beitrag

 

Quantum Machine Learning
Dr. Axel Plinge erläutert, wie Quantencomputing Mobilfunkanwendungen präziser machen kann.

Zum Beitrag


 

Quantencomputing im Einsatz für die Mathematische Optimierung
Markus Weissenbäck erläutert, was mit Qbits bzw. mit der Quantentechnologie in der mathematischen Optimierung möglich wird.

Zum Beitrag

Das könnte Sie auch interessieren

Kontakt

Sie haben Fragen, Kommentare oder Anmerkungen zum Fraunhofer IIS Magazin?

Schreiben Sie uns eine E-Mail.

Immer informiert

Der Newsletter zum Magazin

Abonnieren Sie den Newsletter des Fraunhofer IIS Magazins und erhalten Sie alle neuen Themen kompakt per Mail.

Startseite

Zurück zur Startseite des Fraunhofer IIS Magazins