Sicherheit, Robustheit und Optimierung Das Bayerische Kompetenzzentrum Quanten Security and Data Science

Redakteur: Ulrike Ostler

Bayern unterstützt das BayQS, Bayerisches Kompetenzzentrum Quanten Security and Data Science, mit insgesamt 17 Millionen Euro über fünf Jahre. Denn Quantencomputing schreitet voran, es braucht eine Grundlagen für eine praxisnahe, vertrauenswürdige Nutzung und die Techniken haben auch für die bayerische Wirtschaft Bedeutung, wie Bayerns Wirtschaftsstaatssekretär Roland Weigert bei der Auftaktveranstaltung betont hat.

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Das Kompetenzzentrum soll Grundlagenkonzepte erforschen und entwickeln sowie Prototypen im Bereich Quantencomputing evaluieren. Dabei gliedert sich das Projekt in drei Themenschwerpunkte: Sichere Quantencomputing Programmierung und Plattformen, robustes Quantencomputing sowie Quantencompting gestützte (hybride) Optimierung.
Das Kompetenzzentrum soll Grundlagenkonzepte erforschen und entwickeln sowie Prototypen im Bereich Quantencomputing evaluieren. Dabei gliedert sich das Projekt in drei Themenschwerpunkte: Sichere Quantencomputing Programmierung und Plattformen, robustes Quantencomputing sowie Quantencompting gestützte (hybride) Optimierung.
(Bild: BayQC)

Quantencomputer können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden: von Simulationen in Chemie- und Pharma-Industrie, zur Lösung komplexer Optimierungsprobleme in der Logistik-, Finanz- und Versicherungsindustrie, und in Anwendungen der Künstlichen Intelligenz sowie Cyber-Sicherheit. Das BayQS verfolgt das Ziel, Grundlagenkonzepte zu erforschen und Lösungen zu entwickeln, um Quantencomputing in der Breite anwendbar zu machen. Der Schwerpunkt des Kompetenzzentrums liegt auf der Erforschung von Software, um Unternehmen zukünftig dabei zu unterstützen, so genannte Quantenvorteile zu identifizieren und gleichzeitig die Risiken, die bei der Nutzung von Quantencomputern in Hinblick auf das geistige Eigentum der Unternehmen entstehen können, richtig einzuschätzen und nach Möglichkeit zu minimieren.

Logo des Bayerischen Kompetenzzentrums Quanten Security and Data Science
Logo des Bayerischen Kompetenzzentrums Quanten Security and Data Science
(Bild: BayQC)

Dafür bündelt das Projekt in den drei Themenschwerpunkten Sicherheit, Robustheit und Optimierung die Kernkompetenzen der beteiligten Fraunhofer-Institute: Das Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Sicherheit AISEC verfügt über Expertise im Bereich Cyber-Sicherheit, das Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS erforscht im Rahmen von BayQS die Robustheit von Quantencomputing-Systemen und das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS unterstützt das Projekt durch die Erfahrungen und Kompetenzen im Bereich der QC-gestützten Optimierung von Systemen.

Professor Alexander Martin, Institutsleiter des Fraunhofer IIS in Erlangen, erläutert: „Quantencomputing ist das Next Level, um Optimierungsprobleme zu lösen. Dementsprechend werden wir unsere Expertise aus dem Bereich der klassischen Optimierung einbringen und darauf aufbauend Lösungen von komplexen realen Anwendungsproblemen mittels Quantencomputing erforschen. Wir arbeiten an Methoden der QC-gestützten Optimierung, um reale Probleme aus den Bereichen der Röntgen-Bildrekonstruktion, des Beamforming im Mobilfunk als auch Planungs- und Routenprobleme aus der Logistik in Zukunft effizienter zu lösen.

Das BayQS befindet sich in München. Als akademische Partner sind die dortige Technische Universität, die Ludwig-Maximilians-Universität und das Leibniz-Rechenzentrum der bayerischen Akademie der Wissenschaften direkt eingebunden. Professor Claudia Eckert, Sprecherin des Kompetenzzentrums und Institutsleiterin des Fraunhofer AISEC in Garching bei München, erläutert: „Um das große Potenzial, das durch Quantencomputing entsteht, für die Breite nutzbar zu machen, liegt der Schwerpunkt von BayQS auf der Entwicklung entsprechender Quanten-Software. Damit ist BayQS am Standort München eine perfekte Ergänzung zu den bereits vorhandenen Kompetenzen auf der physikalischen und Hardware-Ebene.“

Laut Wirtschaftsstaatssekretär Weigert sei Fraunhofer „der ideale Partner“, um Möglichkeiten des Quantencomputing für Unternehmen in Bayern zu erschließen. „Gerade die Schnittstelle zwischen IT-Sicherheit und Quantencomputing ist für die Wirtschaft von besonderer Relevanz und bildet deshalb ein Fokusthema des neuen Kompetenzzentrums“, sagt er.

Insgesamt wird das BayQS über die nächsten fünf Jahre mit 17 Millionen Euro vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie gefördert. Das Zentrum ist Teil des nationalen Kompetenznetzwerks Quantencomputing der Fraunhofer-Gesellschaft und darüber hinaus Teil des Munich Quantum Valley, das die Kompetenzen der Fraunhofer-Gesellschaft, Max-Planck-Gesellschaft, Leibniz-Rechenzentrum sowie den beiden Münchnern Universitäten LMU und TUM im Bereich Quantencomputing und anderen Quantentechnologien bündelt.

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