Quantencomputing: Anlaufstelle für potenzielle Anwender

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Ein wenig hört sich das Kürzel nach „Cocooning“ an, doch es meint das glatte Gegenteil: Es geht um eine Plattform, ums Vernetzen, um die Weitergabe von Wissen. „QuCUN“, so das Akronym, steht für „Quantum Computing User Network“, ein neues breitangelegtes Verbundprojekt, das eine zentrale Anlaufstelle für Anwender des Quantencomputings in Deutschland schaffen soll. So soll ein Netzwerk entstehen, ein „Ökosystem“, das der deutschen Industrie einen einfachen Zugang zum Quantencomputing ermöglichen soll.

Bislang, so erklärt LMU-Informatikprofessorin Claudia Linnhoff-Popien, dreht sich beim Thema Quantencomputing fast alles um die Hardware – um die Entwicklung von Quantenrechnern, die einmal bei einer Reihe von Anwendungsfeldern herkömmlichen Rechner überlegen sein sollen. QuCUN dagegen verfolgt einen anwenderorientierten Ansatz: Wie werden die Rechner zu programmieren sein? Wie werden sich mit ihnen vielfältigste Optimierungsprobleme rechnen und lösen lassen? Welche IT und welche Software sind dafür nötig?

Von den Grundlagen bis zum Markt

Finanziert wird das Großprojekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Im Rahmen seines Programms „Quantentechnologien – von den Grundlagen zum Markt“ fördert es QuCUN während der fünfjährigen Projektlaufzeit bis Ende 2026 mit mehr als zehn Millionen Euro. Insgesamt hat das Projekt ein Volumen von 14,2 Millionen Euro. Claudia Linnhoff-Popien, Inhaberin des Lehrstuhls für Mobile und Verteilte Systeme, hat die Projektkoordination. Neben dem Institut für Informatik der LMU sind das Softwareunternehmen SAP SE (Walldorf), der Chemiekonzern BASF SE (Ludwigshafen) und das Startup Aqarios GmbH (München) mit von der Partie.

„In wenigen Jahren wird der sogenannte Quantenvorteil, der eine konkrete, anwendungsorientierte Nutzung des Quantencomputing ermöglicht, wahrscheinlich erreichbar sein“, prognostiziert Linnhoff-Popien. Damit daraus aber auch ein Wettbewerbsvorteil entstehen könne, müsse man bei Bedienung, Programmierung und Nutzung von Quantencomputern Hürden abbauen. Das neue Anwendernetzwerk soll entscheidend dazu beitragen. Es soll etwa entsprechende Entwicklungstools und Standardisierungen möglich machen, um den Wildwuchs unterschiedlicher Systeme zu beschneiden und so einer Fragmentierung der technologischen Ansätze entgegenzuwirken. „Wenn Firmen der niedrigschwellige Einstieg in die neue Technologie gelingt“, so Linnhoff-Popien, „kann langfristig die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft auf diesem Feld gesichert werden.“

Plattform als zentraler Einstiegspunkt

Mit der neuen Plattform QuCUN sollen potenzielle Quantencomputing-Anwender und -Anwenderinnen – von Kleinunternehmen bis zur Großindustrie – einen zentralen Einstiegspunkt bekommen. „Es bietet Dienstleistungen, Fachwissen und praktische Unterstützung, um Industriepartner für das Quantencomputing fit zu machen“, verspricht Linnhoff-Popien.

Darüber hinaus werden die Spezialisten im Projekt eine Softwareplattform mit einer Cloud-Schnittstelle entwerfen, die es den Nutzern ermöglicht, einfach auf Quantenalgorithmen zuzugreifen, darauf aufzubauen und sie zu erweitern. Die Plattform wird auch eine Bibliothek mit Best Practices für Lösungsdesign, Algorithmen und Entwicklungstools enthalten, um den Zugang zu der Zukunftstechnologie zu erleichtern. Sie wird auch eine Bibliothek mit einer Auswahl von Standardanwendungsfällen und den dazugehörigen Lösungsstrategien sowohl auf Prozess- als auch auf algorithmischer Ebene enthalten. Ebenso sollen weitere Erfahrungen aus dem Projekt auf der Plattform aufbereitet zur Verfügung stehen. All dies soll es zum Beispiel Unternehmen ermöglichen, schnell erste Erfahrungen mit dieser neuen Technologie zu sammeln, ohne dabei in übermäßigem Umfang Ressourcen aufwenden zu müssen.