{"id":26,"date":"2022-11-29T15:24:14","date_gmt":"2022-11-29T14:24:14","guid":{"rendered":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/sequoia\/konsortium\/"},"modified":"2026-03-30T17:04:11","modified_gmt":"2026-03-30T15:04:11","slug":"konsortium","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.kqcbw.de\/en\/konsortium\/","title":{"rendered":"Consortium"},"content":{"rendered":"\t\t
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Konsortium<\/h1>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Das Fraunhofer IAF ist neben dem IAO f\u00fcr die Koordination des KQCBW zust\u00e4ndig. Die Grupp Quanteninformation unter Leitung von Thomas Wellens besch\u00e4ftigt sich mit Themen an der Schnittstelle von Quantenhardware und -software, insbesondere Fehlercharakterisierung, Fehlermitigation und Quantenoptimierung.<\/p>

Die Gruppe Quantum Systems Engineering von Rebekka Eberle entwickelt integrierte Farbzentren-basierte Quantencomputing-Systeme und transferiert Protokolle zur NV-Kopplung in die Anwendung. Hierf\u00fcr wird an der HPC-Anbindung der Messsysteme zur Durchf\u00fchrung von hybriden Quantenalgorithmen auf NV-Zentren in Diamant im Quantencomputing-Labor am Fraunhofer IAF gearbeitet.<\/p>

Kontakt: Dr. Thomas Wellens
Website: Quantencomputing \u2013 Fraunhofer IAF<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Gemeinsam mit dem Fraunhofer IAF koordiniert das Fraunhofer IAO das KQCBW und f\u00fchrt dessen dediziertes Ausbildungsprogramm wiederkehrend durch. 2021 wurde am Fraunhofer IAO das dedizierte Team „Quantencomputing“ im Forschungsbereich „Digital Business“ gegr\u00fcndet.
Im Rahmen der anwendungsorientierten Forschungsprojekte „SEQUOIA“, „SEQUOIA Ent-to-End“, „AutoQML“, „QORA II“ und mehrerer vertraulicher Industrieprojekte hat das Fraunhofer IAO umfangreiche Expertise in der End-to-End-Umsetzung und Demonstration heutiger industrieller Anwendungsf\u00e4lle auf verschiedener Quantenhardware erworben. Der technische Schwerpunkt des Teams liegt dabei auf Algorithmen, die auf gatterbasierter QC-Hardware sowie auf Quantenannealern implementiert werden (u.a. QAOA[+], VQE, VQR, QNNs, QSVMs und Circuit Learning Methods).\u00a0<\/p>

Kontakt: Dr. Vamshi Mohan Katukuri
Website: Quantencomputing \u2013 Fraunhofer IAO <\/a>\u00a0\u00a0<\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Das Fraunhofer IPA hat zu Beginn des Jahres 2022 die Gruppe Quantencomputing mit den Schwerpunkten quantenmaschinelles Lernen, Quantenoptimierung und Quantensimulation gegr\u00fcndet. Die Gruppe kann durch die erfolgreiche Beteiligung in den Projekten SEQUOIA, SEQUOIA End-to-End, AutoQML und AQUAS sowie im Rahmen laufender Projekte (KQCBW24 und H2Giga) breitgef\u00e4cherte und tiefgreifende Expertise in den oben genannten Bereichen nachweisen. Im Projekt AQUAS konnte bereits gezeigt werden, dass das Lernen basierend auf Informationen der quantenmechanischen Wellenfunktion zu einem dateneffizienten QML-Modell zur Vorhersage molekularer
Anregungsenergien und \u00dcbergangsdipolmomente f\u00fchrt. Im Rahmen des Projekts H2Giga wurden verschiedene VQE-Algorithmen und Methoden des Fermion-Qubit-Mappings in einer gemeinsamen Programmbibliothek implementiert und deren Performance f\u00fcr verschiedene Systeme umfassend untersucht. Weiterhin konnten hier bereits einige Erfahrungen mit verschiedenen Varianten des „classical shadow“-Algorithmus gesammelt werden. Im KQCBW Transferprojekt wurden au\u00dferdem bereits Erfahrungen mit early-fault-tolerant-Algorithmen wie QCELS gemacht.<\/p>

Kontakt: Dr. Marco Roth
Website: Quantencomputing \u2013 Fraunhofer IPA<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Das Fraunhofer IWM befasst sich seit vielen Jahren mit atomistischen Computersimulationen von chemischen und physikalischen Eigenschaften von metallischen und keramischen Werksto\ufb00en f\u00fcr Systeme zur Energiespeicherung (Lithiumionenbatterien) und Energieumwandlung (Brennsto\ufb00-\/Elektrolyse-Zellen). Seit 2021 befasst sich das Fraunhofer IWM intensiv mit der Herausforderung, das Quantencomputing zur schnelleren und pr\u00e4ziseren Simulation bestimmter Materialklassen anzuwenden. In den Projekten QuESt und QuESt+ standen einerseits die Verlagerung des numerisch anspruchsvollsten Teils der DMFT-Rechnungen auf den QC und ander-erseits die Berechnung von Energiespektren von Defektkomplexen mit variationellen Algorithmen sowie Fehlermitigation im Mittelpunkt der Forschungsarbeit. Im Rahmen der in 2024 gestarteten Projekte KQCBW24 und QUBE wurden au\u00dferdem erste Erfahrungen mit der Simulation der Zeitentwicklung von Spin-Systemen sowie fermionischen Quantensystemen im Rahmen des DMFT Frameworks gewonnen.<\/p>

Kontakt: Dr. Daniel Urban
Website:\u00a0Quantencomputer f\u00fcr innovative Materialsimulation nutzen – Fraunhofer IWM<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Das Fraunhofer ICT forscht und entwickelt in den Kernkompetenzen Chemische Prozesse, Kunst-sto\ufb00technologie, Energie und Antriebe sowie Explosivsto\ufb00technik und Sicherheit. Hierbei dienen seit mehreren Jahren die Ergebnisse und Analysen der molekularen Simulation unter Verwendung von quantenmechanischen und molekulardynamischen Berechnungen der Unterst\u00fctzung experimenteller Arbeiten. Seit 2021 liegt ein weiterer Schwerpunkt auf der Integration und Nutzung des Quantencomputing. Im Rahmen der Projekte QC-4-BW I und II sowie KQCBW24 hat das Fraunhofer ICT seine Expertise im Bereich der Quantenchemie und Materialforschung erfolgreich genutzt und das Softwarepaket qc-on-qc (Quantenchemie auf Quantencomputern) entwickelt, welches die Berechnung gr\u00f6\u00dferer Molek\u00fclsysteme, insbesondere metallorganischer Ger\u00fcstmaterialien (MOFs), mit stark korrelierten Elektronensystem auf Quantencomputern erm\u00f6glicht. Im Rahmen der bisherigen Projektarbeit wurden zudem zwei Publikationen im Bereich variationeller Algorithmen zur Verbesserung der
Ans\u00e4tze f\u00fcr Schaltkreise erstellt, die sich derzeit im Peer-Review-Prozess befinden.<\/p>

Kontakt: Dr. Andreas Omlor
Website: Chemische Prozesse – Fraunhofer ICT<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Die Gruppe Theorie elektrochemischer Systeme des DLR-Instituts f\u00fcr Technische Thermodynamik\u00a0unter Leitung von Prof. Dr. Birger Horstmann arbeitet an der Modellierung von Batterien. Dabei liegt der Fokus auf der Entwicklung von Quantenalgorithmen f\u00fcr die elektronische Struktur und die Simulation quantendynamischer Prozesse auf Quantencomputern, um relevante Prozesse an elektrochemischen Grenzfl\u00e4chen und in Batteriezellen besser zu verstehen. So wird das Management von Lithium-Ionen-Batterien verbessert und neuartige Batterien optimiert.<\/p>

Kontakt: Prof. Dr. Birger Horstmann
Website:\u00a0Theorie Elektrochemischer Materialien – Helmholtz-Institut Ulm<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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PD Dr. Sabine W\u00f6lk und ihre Gruppe am DLR-Institut f\u00fcr Quantentechnologien in Ulm verf\u00fcgen \u00fcber Expertise im Bereich der Entwicklung und Implementierung verschiedener Quantenalgorithmen, unter anderem mit den Schwerpunkten Hardware-Software-Codesign und Quantum-Reinforement-Learning. In den Projekten QuESt und QuESt+ wurden zusammen mit den Projektpartnern umfangreiche Erfahrungen im Bereich NISQ-Algorithmen f\u00fcr die Quantensimulation
gemacht, wobei die Themen Error Mitigation und klassische Simulationsmethoden im Vordergrund standen. Aufbauend darauf wurde im KQCBW-Transferprojekt dann ein iterativer, klassischer Algorithmus zum Finden von effizienten Schaltkreisen f\u00fcr die n\u00e4herungsweise Pr\u00e4paration von SOS-Anfangszust\u00e4nden entwickelt und die entsprechenden Circuits f\u00fcr (fr\u00fche-) fehlertolerante Plattformen optimiert.<\/p>

Kontakt: PD Dr. Sabine W\u00f6lk
Website: Abteilung Quanteninformation und -kommunikation<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Die Gruppe von Prof. Dr. J\u00f6rg Wrachtrup am 3. Physikalischen Institut der Universit\u00e4t Stuttgart (USTUTT-3PI) leistet seit mehr als zwei Jahrzehnten Pionierarbeit bei der Entwicklung und Kon-trolle von Spin-Defekten in Festk\u00f6rpermaterialien f\u00fcr Quantenanwendungen. Das USTUTT-3PI hat die langlebigen Kernspin-Qubits in Diamant und Siliziumkarbid f\u00fcr die Demonstration von universellen Quantengattern und Quantenalgorithmen nutzbar gemacht. Das USTUTT-3PI verf\u00fcgt \u00fcber Einrichtungen zur Erzeugung von Quantenbits und zur Nanostrukturierung von photonischen Quantenger\u00e4ten. Sie befassen sich mit der Skalierung dieser Systeme und der Implementierung von Quantenalgorithmen wie der Quanten-Fourier-Transformation oder der Quantenfehlerkorrektur in skalierbarer Weise. Das Institut leistet einen Beitrag zum Test skalierbare Spin-Qubit-Register mit bis zu 20 Qubits sowie zur Demonstration fehlerfreier logischer Qubits und ihrer universellen logischen Operationen.<\/p>

Kontakt: Prof. Dr. J\u00f6rg Wrachtrup
Website: 3. Physikalisches Institut | University of Stuttgart<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Am 5. Physikalischen Institut wird seit 20 Jahren an Rydbergatomen geforscht. Prof. Dr.Tilman Pfau ist auch Gr\u00fcndungsdirektor des Quantenzentrums (Stuttgart\/Ulm) IQST sowie Initiator und Koordinator des DFG Schwerpunkts SPP1929 GiRyd. Tilman Pfau und Florian Meinert arbeiten seit vier Jahren am Aufbau von Quantencomputerhardware basierend auf neutralen Strontium Atomen in optischen Tweezer arrays, die im Moment zu einer patentierten Quantencomputer-Plattform mit bis zu 400 dynamisch verschiebbaren Qubits ausgebaut wird. Auf dieser Plattform wurde erstmals das Feinstruktur-Qubit in Strontium demonstriert und patentiert. In Kooperation mit Prof. Hanspeter B\u00fcchler wurde auch ein Web-Access vorbereitet, mit dem bereits ein Emulator mit bis zu 30 Qubits programmiert werden kann.<\/p>

Kontakt:\u00a0Prof. Dr. Tilman Pfau
Website: 5. Physikalisches Institut | Universit\u00e4t Stuttgart<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Das Quantencomputing-Team am IAT besteht aus f\u00fcnf Personen, die sich mit Aktivit\u00e4ten wie der Erforschung von Quantenalgorithmen f\u00fcr partielle Di\ufb00erentialgleichungen, Schaltungsoptimierung, der Entwicklung von Frameworks f\u00fcr Quanten-Maschinelles Lernen, Schulungsprogrammen und Wissenstransfer befassen.<\/p>

Kontakt: Niclas Schillo\u00a0
Website: Forschung \u2013 flaQship<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Die Forschungsgruppe von Prof. Fedor Jelezko demonstrierte Anwendungen von NV-Spin-Qubits in Diamant f\u00fcr Quantencomputing und Quantensimulation, insbesondere die koh\u00e4rente Kopplung zwischen NV-Farbzentren und Kernspins und optimale Quantenkontrolle eines Diamant-Spin-Quantenregisters.\u00a0<\/p>

Kontakt: Prof. Fedor Jelezko
Website: Institut f\u00fcr Quantenoptik – Universit\u00e4t Ulm<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Das Kernthema des Instituts f\u00fcr komplexe Quantensysteme unter der Leitung von Prof. Joachim Ankerhold ist die Forschung an mikro- und mesoskopischen Systemen. Insbesondere arbeitet das Institut an M\u00f6glichkeiten der Kontrolle und der Anwendung der Letzteren f\u00fcr den Bereich der Quantentechnologien. Dabei kann das Institut auf anspruchsvolle Simulationsmethoden f\u00fcr die Dynamik o\ufb00ener Quantensysteme zur\u00fcckgreifen. Des Weiteren wurden k\u00fcrzlich Methoden der Fehlermitigation f\u00fcr Quantentechnologien entwickelt.<\/p>

Kontakt:\u00a0Prof. Joachim Ankerhold
Website: Welcome – Universit\u00e4t Ulm<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Prof. Guido Burkard erforscht als theoretischer Physiker das Quantenrechnen in Festk\u00f6rpersystemen, insb. mit Spins in Halbleitern sowie mit supraleitenden Schaltungen und mit hybriden Quantensystemen bestehend aus halbleitenden und supraleitenden Teilen. Seine Arbeiten befassen sich au\u00dferdem mit den theoretischen Grundlagen von Dekoh\u00e4renz in Quantensystemen und deren Auswirkungen auf Quantenrechner, sowie mit dem fehlertoleranten Quantenrechnen.<\/p>

Kontakt:\u00a0Prof. Guido Burkard
Website: Burkard Group – Condensed matter theory and quantum information<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Schwerpunkte der Arbeit von Prof. Daniel Braun liegen im Bereich o\ufb00ener Quantensysteme und Dekoh\u00e4renz, der Quantenmetrologie und der Quantifizierung relevanter Quantenressourcen. J\u00fcngste Arbeiten drehen sich um den Einsatz maschinellen Lernens in der Quantenmetrologie und der m\u00f6glichst effizienten Charakterisierung von Quantenkan\u00e4len.<\/p>

Kontakt: Prof. Daniel Braun
Website:\u00a0AG Braun | Universit\u00e4t T\u00fcbingen<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Das FZI besch\u00e4ftigt sich schwerpunktm\u00e4\u00dfig mit Entwurf und Qualit\u00e4tssicherung von Softwarearchitekturen. Dazu z\u00e4hlen die Modellierung komponentenbasierter Softwaresysteme mit dem Palladio-Ansatz und dom\u00e4nenspezifische Modellierungsmethoden sowie die zugeh\u00f6rigen Analysen zur Bewertung und Vorhersage von Qualit\u00e4tseigenschaften wie Performance und Zuverl\u00e4ssigkeit. Im Bereich Quantum Software Engineering, forscht das FZI an der Integration von L\u00f6sungen des QC in etablierte Softwareentwicklungsprozesse und der Werkzeugunterst\u00fctzung f\u00fcr Quantencomputing.<\/p>

Kontakt: Oliver Dennninger\u00a0
Website: Software Engineering – FZI Forschungszentrum Informatik<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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Prof. Dr. Gerhard Hellstern ist theoretischer Physiker mit 20 Jahren Erfahrung im Bankenbereich, insbesondere Quantitative Finance, Risikomodellierung und angewandte Machine-Learning-Verfahren. Seit seiner Berufung an die DHBW 2018 beforscht er die Schnittstelle zwischen innovativen Technologien und ihrer Umsetzung im Finanzwesen und dabei insbesondere das Quantencomputing.\u00a0<\/p>

Prof. Dr. Martin Zae\ufb00erer lehrt im Bereich Data Science. Insbesondere besch\u00e4ftigt er sich mit der modellbasierten Optimierung f\u00fcr kombinatorische Probleme, sowie dem Benchmarking von Optimierungsalgorithmen. Beide haben bereits in der ersten Phase des KQCBW-Projekts in QORA und QORA II die Schnittstelle zu Anwendungen bzw. zu klassischen Methoden abgedeckt. Im Rahmen des bisherigen KQCBW waren sie an folgenden Publikationen beteiligt.<\/p>

Kontakt: Prof. Dr. Gerhard Hellstern\u00a0
Website:\u00a0Prof. Dr. Gerhard Hellstern | <\/a>Verst\u00e4rkung f\u00fcr den Bereich Data Science | DHBW Ravensburg<\/a><\/p><\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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