Vorgezogenes Weihnachtsgeschenk für das Labor für Digitalisierung an der OTH Regensburg: Dort wurde jetzt eine Quantensimulationsanlage im Wert von einer Million Euro angeliefert und installiert. „Solche Hightech-Anlagen stehen üblicherweise in bedeutenden Instituten wie dem Forschungszentrum Jülich, dem Leibnitz Rechenzentrum München, bei der europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) und im Munich Quantum Valley“, macht Präsident Prof. Dr. Ralph Schneider die besondere Dimension der Anschaffung deutlich.
Neue Professur im Rahmen der Hightech Agenda Bayern
Das Weihnachtsgeschenk kommt zwar optisch recht unscheinbar daher. Dennoch reiht sich die OTH Regensburg mit der Quantum Learning Machine „Atos QLM38“ ein in die Riege hochkarätiger Forschungsinstitute. Das kommt nicht von Ungefähr. An der Fakultät Informatik und Mathematik sind über Jahre hinweg Kompetenzen im Bereich Quantencomputing aufgebaut worden. Zuletzt hatte der Freistaat Bayern mitgeteilt, dass im Programm zur Stärkung von Quantenprofessuren im Rahmen der Hightech Agenda eine neue Professur für Algorithmik und Quantencomputing-Anwendungen an die OTH Regensburg geht.
Prof. Dr. Wolfgang Mauerer leitet das Labor für Digitalisierung und ist Vorsitzender Direktor des Regensburg Center for Artificial Intelligence (RCAI). Er beschäftigt sich seit mehr als 15 Jahren mit konkreten Anwendungsfällen der Quanteninformatik und gilt hierfür als ausgewiesener Experte. Ihm geht es nicht um den bloßen akademischen Austausch, sondern vor allem darum, die Lücke zwischen Grundlagenforschung und industrieller Anwendung zu schließen.
TAQO-PAM: Starke Partner aus Forschung und Industrie
Diesem Ziel widmet sich auch das von Mauerer ins Leben gerufene Konsortialprojekt TAQO-PAM, das über das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt 8,2 Millionen Euro gefördert wird. Dabei entfallen alleine 2,6 Millionen Euro auf die OTH Regensburg. Partner sind BMW München, Siemens München und Karlsruhe, die Regensburger Optware GmbH, die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und Atos Scientific Computing (Tübingen).
Die zunehmende Massenproduktion individualisierter Güter und die dafür notwendige komplexe Logistik innerhalb moderner Fabriken erfordern die Lösung umfangreicher Optimierungsprobleme in Echtzeit. „Klassische Computer können solche Probleme nicht ausreichend gut und schnell verarbeiten; auch mit Quantencomputern ist die Machbarkeit nicht selbstverständlich“, bemerkt Mauerer. Im Projekt sollen unter seiner Führung daher hybride, quanten-klassische Spezialalgorithmen entworfen werden. Diese befähigen die demnächst verfügbaren Quantencomputer mit einigen 10 Qubits zur Lösung dieser Probleme beizutragen. Dies erfolgt durch die Integration von angepassten Quantenprozessoren (QPUs) in bestehende Szenarien und durch Erweiterung bestehender Methoden der Fabrikautomation und Produktionsplanung.
Stärkung des Hightech-Standorts Regensburg
„Das ist ein Paradebeispiel für die starke anwendungsorientierte und zukunftsgerichtete Forschung an unserer Hochschule“, sind sich Präsident Schneider und Prof. Dr. Frank Herrmann, Dekan der Fakultät Informatik und Mathematik, einig. Sinnbildlich dafür steht das millionenschwere Weihnachtspaket mit dem Hochleistungsrechner. Ralph Schneider sieht darin auch eine Stärkung des Hightech-Standorts Regensburg. Längst nicht jede Hochschule und jede industrielle Forschungseinrichtung könne das nötige Fachwissen und die Ressourcen für die Nutzung einer Quantum Learning Machine bieten. In der Regel seien nicht nur Neueinsteiger in den Bereich des Quantencomputings auf einen teuren Zukauf von Rechenzeiten in großen Rechenzentren angewiesen.
TAQO-PAM: Die Abkürzung steht für Tailored Application of Quantum Optimisation for Planning and Control of Assembly and Manufacturing; zu Deutsch: Maßgeschneiderte Quantenoptimierung zur Planung und Steuerung industrieller Fertigung.