Bosch kooperiert mit dem US-Technologiekonzern IBM im Quantencomputing. Als Teil dieses Engagements wird Bosch auch dem IBM Quantum Network beitreten. Experten beider Firmen werden zusammen mögliche Anwendungsfelder von Quantum Computing im Bereich der Materialwissenschaften erforschen und weiterentwickeln.
Das IBM Quantum Network umfasst zur Zeit über 200 Organisationen, unter anderem Fortune 500-Firmen, Startups, Forschungszentren und Bildungseinrichtungen. Zusammen erforschen seine Mitglieder und IBM Quantum Teams wie Quantum Computing einer Vielzahl von Industrien und Anwendungen nutzen kann, u.a. in den Bereichen Finanz, Chemie und Künstliche Intelligenz. Bosch, ein Anbieter von Technologie und Dienstleistungen, wird Zugang zu IBMs Quantentechnologie und „Qiskit Runtime as a service“ über die IBM Cloud bekommen. Bosch bringt die Erfahrung von vielen Jahren im Bereich der industriellen Materialsimulation durch konventionelle Computer und die Fähigkeit, Hochtechnologie in Massenproduktion zu fertigen, ein. IBM wird seine Quantentechnologie und Expertise in der Entwicklung von Quantenalgorithmen und industriespezifischen Implementierungen einbringen. Mit seinen Aktivitäten im Bereich der Elektromobilität bringt Bosch konkrete Anwendungsfälle ein, in denen Quantenrechner bald einen entscheidenden Vorteil gegenüber konventionellen Rechnern bei der Entdeckung und Entwicklung neuer Materialien haben werden. Neue Materialien sind entscheidend, um eine höhere Energieeffizienz zu erreichen und die Verwendung natürlicher Ressourcen zu reduzieren. Die meisten Materialien für Brennstoffzellen, Batterien, elektrische Antriebe und fortgeschrittene Sensoren haben stark korrelierte Elektronen; klassische Computer können diese Materialeigenschaften nicht mit ausreichender Genauigkeit berechnen. IBM und Bosch werden gemeinsam robuste und leistungsstarke Quantenalgorithmen für industrielle Anwendungen in diesem Gebiet entwickeln.
Ergebnisse sind vielversprechend
Die Zusammenarbeit hat bereits damit begonnen, die Grundlagen für Algorithmen und Workflows zu legen, die rechnergestützte Materialentwicklung von industrierelevanten Materialien auf Quantencomputern ermöglichen. Die ersten Ergebnisse sind vielversprechend; diese umfassen realistischere Modelle zu verwenden, die über Näherungsverfahren der Festkörperphysik wie dem einbandingen Hubbard-Modell hinausgehen, und diese auf interessante Systemgrössen zu skalieren. Im Rahmen der Arbeiten wird erforscht, wie sich Entwicklungszeit und -kosten erheblich reduzieren lassen und wie die Entdeckung neuer Materialklassen in Zukunft ermöglicht werden kann. So könnten eventuell beispielsweise verbesserte Perowskit-Phasenstabilitätsdiagramme für Brennstoffzellen, verbessertes Defektengineering für die Sensorik, realistische Katalyse-- und Reaktionsgeschwindigkeiten und vorhersagbare magnetische Eigenschaften möglich werden. „Für Bosch spielen hier Materialien für Anwendungen in den Bereichen Elektromobilität, erneuerbare Energien und Sensorik eine besonders wichtige Rolle“, erklärt Thomas Kropf, Leiter von Bosch Research. „Quantum Computing unterstützt den gezielten Einsatz von Ressourcen und kann somit ein wichtiger Baustein zur Erreichung von Klima- und Nachhaltigkeitszielen sein“, sagt Kropf. „Selbst einfache Modelle von echten Materialien können von klassischen Computern schnell nicht mehr simuliert werden. Deshalb ist Boschs Zusammenarbeit mit IBM wie auch das erweiterte IBM Quantum Network zur Quantencomputerforschung so wichtig. Wir werden gemeinsam an der Lösung eines breiten Spektrums materialwissenschaftlicher Probleme in den Bereichen Elektromobilität, erneuerbare Energien und Sensortechnik arbeiten. Unser Team freut sich auf die Zusammenarbeit mit Bosch“, sagte Scott Crowder, Vice President, IBM Quantum Adoption and Business Development. IBM hat eine Roadmap für die Weiterentwicklung des Quantencomputers in drei Schlüsselbereichen aufgestellt: Hardware, Software und Entwicklung des Ökosystems. Auf dem jährlichen IBM Quantum Summit kündigte das Unternehmen den Einsatz seines 433-Qubit-Prozessors "Osprey" an. Dies ist ein weiterer Schritt auf dem Weg zu einem System mit mehr als 4.000 Qubits, das bis 2025 aus mehreren Clustern modular skalierbarer Prozessoren besteht.
