Es sind die Technologien der Zukunft, die vom 12. bis zum 16. April 2021 auf der »HANNOVER MESSE Digital Edition« vorgestellt werden: Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ist dabei an zwei Themenkomplexen beteiligt und bringt Expertise in den Bereichen »Quantencomputing« und »Machine Learning« mit ein.
Unter dem Leitthema »Industrial Transformation« widmet sich die HANNOVER MESSE Digital den Technologien, die Fabriken, Energiesysteme und Lieferketten der Zukunft prägen. Die Messe findet 2021 digital statt – als Wissens- und Networking-Plattform für die produzierende Industrie, Logistik und Energiewirtschaft. Im Fokus stehen die Auswirkungen der Digitalisierung, der Individualisierung und des Klimaschutzes auf die vernetzte Industrie.
Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM widmet sich auf Basis der umfassenden Expertise der Forschenden den Zukunftsthemen »Quantencomputing« und »Machine Learning«.
Im Leitprojekt »Machine Learning for Production ML4P« bündelt Fraunhofer die Erfahrung mehrerer Institute. Ziel ist ein Gesamtmodell der Komponenten einer Produktionsanlage, um anschließend mit Methoden der mathematischen Optimierung verbesserte Anlagedesigns und Betriebsweisen zu erarbeiten. Schwerpunkte liegen hier auf der Kombination von Expertenwissen mit Machine-Learning-Verfahren: Die Nutzenden sollen möglichst intuitiv in die Lage versetzt werden, auch »weiches« Erfahrungswissen in Form von monotonen Abhängigkeiten in höheren Dimensionen in die Lernverfahren einzubringen. Auch für die automatische Analyse von Bilddaten in der Qualitätskontrolle werden hybride Verfahren entwickelt, um Vorwissen zu nutzen.
Mit dem am Fraunhofer ITWM angesiedelten Kompetenzzentrum »Quanten-High Performance Computing« weist das Institut eine weitreichende Wissensbasis für das Quantencomputing und seine Anwendungsfelder auf. Die Forschenden evaluieren neue Algorithmen auf ihre Eignung für Quantencomputer und überdenken die mathematischen Formulierungen eines Problems neu, um die optimale Anpassung unterschiedlicher Quantencomputer-Architekturen zu finden. »Momentan arbeiten wir besonders daran zu identifizieren, für welche Anwendungen der Einsatz von Quantencomputern sinnvoll ist«, skizziert Institutsleiterin Prof. Dr. Anita Schöbel die Tätigkeit der Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen im Themenfeld Quantencomputing. Vielversprechende Anwendungen gibt es vor allem in der Quantenchemie, weil hier die Quantenmechanik besonders gut genutzt werden kann; aber auch die Finanzmathematik oder die Batteriesimulation bieten sich an.
Aufgrund vieler Industrieprojekte hat das Institut Erfahrung in der Algorithmen-Analyse; sie erstreckt sich auf die Bereiche Produktionsplanung, Finanz- und Energiewirtschaft, Materialsimulation, Quantenchemie, Quanten-Bildverarbeitung und Quantenmaschinelles Lernen. Für die Industrie und Wissenschaft bietet das Institut zukünftig auch Schulungen zur Thematik an und hilft somit dabei, die Wettbewerbsfähigkeit und Vorteile der neuen Technologien gänzlich auszuloten.
Die Industrie unterstützt das Fraunhofer ITWM besonders dabei, frühzeitig das Potenzial von Quantencomputing für das eigene Unternehmen zu erkennen. »Wir bieten an, mit kleinen Teams zu dem Unternehmen zu kommen, die Anwendung und Algorithmen anzuschauen und danach zu beurteilen, wie relevant Quantencomputing für die Anwendung und Algorithmen des jeweiligen Unternehmens ist«, so Prof. Schöbel.
Unter dem Namen IBM Q System One geht im IBM Entwicklungszentrum in Ehningen bei Stuttgart der erste universelle Quantencomputer an den Start. Verwaltet wird er von Fraunhofer.
Vom 12. bis zu dem 16. April 2021 findet die HANNOVER MESSE täglich von 6:00 bis 20:00 Uhr statt. Wir sind im Rahmen des Fraunhofer-Live-Streamingtags am 13. und 14.04.2021 mit Expert Sessions und Talks zum Thema »Quantencomputing« und »Quantentechnologie« dabei.
Hier beantworten Ihnen unsere Expertinnen und Experten gerne Fragen rund um das Themenfeld. Kennenlernen können Sie sie schon hier im Video:
Im Video sprechen Institutsleiterin Prof. Dr. Anita Schöbel, Dr. Matthias Kabel (Materialsimulation) und Dr. Dominik Straßel (High Performance Computing) über Quantencomputing am Fraunhofer ITWM.
Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM