Quantencomputer Anwendungen

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Unser Leistungsangebot#

Quantencomputer versprechen große Fortschritte bei der Lösung komplexer Problemstellungen wie der Suche in großen Datenbeständen oder der Optimierung mit vielen Randbedingungen. Dabei sind die Vorteile sowohl in der Qualität der Lösung als auch in einer reduzierten Laufzeit zu erwarten. Um diese Fortschritte in marktrelevanten Anwendungen nutzen zu können, steht parallel zur hardwareseitigen Entwicklung der Quantencomputer die Umformulierung der jeweiligen Problemstellungen im Vordergrund. Je nach Art der verwendeten Quantencomputer-Plattform sind dabei unterschiedliche Problemformulierungen notwendig.

Künstlerische Darstellung z. B. für die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Teilchens an verschiedenen Orten unter bestimmten Randbedingungen.
© peterschreiber.media - stock.adobe.com
Künstlerische Darstellung z. B. für die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Teilchens an verschiedenen Orten unter bestimmten Randbedingungen.
Quantencomputer-Bauteil mit Quantenprozessor und verschiedenen Kühlzonen.
© DP - stock.adobe.com
Quantencomputer-Bauteil mit Quantenprozessor und verschiedenen Kühlzonen.
Künstlerische Darstellung für einen Knoten in einem künstlichen neuronalen Netz, in dem Daten verarbeitet werden.
© ktsdesign - stock.adobe.com
Künstlerische Darstellung für einen Knoten in einem künstlichen neuronalen Netz, in dem Daten verarbeitet werden.

Am Fraunhofer ILT stellt sich ein Team aus Wissenschaftlern eben dieser Herausforderung. Fragestellungen aus der Fertigungstechnik werden in Einzelprobleme formuliert, sodass sie auf unterschiedlichen Quantencomputer-Plattformen gerechnet werden können. Aus diesen Pilotanwendungen erwächst eine Potentialbewertung für den jeweiligen Anwendungsbereich, der für die weitere Entwicklung des Themenfeldes genutzt wird. Der Vergleich der jeweiligen Problemstellung mit den Quantencomputer-Plattformen schafft so einen Ausblick für innovative Anwendungsbereiche.

Pilotanwendungen auf Simulationsplattformen oder echten Quantencomputern (D-Wave, IBM Q) werden stets auf Basis aktueller Softwarebibliotheken implementiert. Damit steht das Pilotprojekt zu jedem Zeitpunkt auf dem Stand der Technik. In Kooperation mit dem Forschungszentrum Jülich entwickelt das Fraunhofer ILT auch individuelle Algorithmen, die auf die zuvor als besonders geeignet identifizierten Plattformen zugeschnitten sind. Hieraus resultiert neben der technischen Machbarkeit auch eine Bewertung der Leistungsfähigkeit für den Stand heute und den Stand der Technik auf der Roadmap der Quantencomputer-Plattform.

Gemeinsam mit Partnern und Kunden entwickelt das Fraunhofer ILT individuelle Roadmaps für die Nutzung neuer Quantentechnologien - vom Kurzüberblick bis zum Pilotprojekt.

 

Simulation und Optimierung für Prozessparameter und technischen Systementwurf

  • Optimierung optischer Systeme für Abbildung und Strahlformung
  • Entwicklung von Prozess- und Bearbeitungsparametern
  • Planung von Bearbeitungspfaden
  • Qualitätsoptimierung von Laserprozessen im Kontext der Produktionskette

Quanten-Bildverarbeitung für die schnelle Analyse großer Pixelmengen (QIMP)

  • Analyse von Kamerabildern in Hinblick auf den Prozessverlauf
  • Detektion von qualitätsrelevanten Bildmerkmalen
  • Maschinelles Sehen für die Steuerung von Prozessparametern

KI in der Produktionstechnik für die Prädiktion und Analyse

  • Multivariantenanalyse großer Datenmengen
  • Training von Modellen auf unterschiedlichen Quantencomputing-Plattformen
  • Bewertung quanten-trainierter Prozessmodelle

Branchen#

Lasertechnik trägt in unterschiedlichen Branchen zur Lösung anspruchsvoller Aufgabenstellungen bei. Ob als Werkzeug in der Automobilfertigung, als Messmittel im Umweltbereich, als Diagnose- oder Therapieinstrument in der Medizintechnik oder als Kommunikationsmedium in der Raumfahrttechnik, der Laser bietet vielfache Einsatzmöglichkeiten mit hoher Produktivität und hoher Effizienz.

Auf den Branchen-Webseiten finden Sie weitere Informationen und eine Auswahl aus unserem Angebot.

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Unsere Leistungsangebote decken ein weites Themenspektrum ab. Verwandte Themen zum Quantencomputing und weitere Schwerpunkte aus Forschung und Entwicklung finden Sie unter den folgenden Links.