Verbundvorhaben QUASIM - Quantum computing enhanced service ecosystem for simulation in manufacturing

Abstract

Ziel des Projektes „QC-Enhanced Service Ecosystem for Simulation in Manufacturing“ (QUASIM) ist die Entwicklung und Erprobung von Algorithmen und Technologien des Quanten Computing (QC) für kritische Simulationsfragestellungen in der Fertigung, die methodische Einbettung in Industrie 4.0- Rahmenwerke als „Quantum-as-a-Service“ (QaaS) und der praxisorientierte Wissenstransfer zur produktionsorientierten Simulation auf Basis von QC. Mit Hilfe unterschiedlicher Algorithmen und Technologien des QC soll in QUASIM untersucht werden, ob und wie sich Simulationen von Fertigungsprozessen optimieren und beschleunigen lassen. Im ersten Teil von QUASIM verbinden wir dazu QC mit den numerischen Modellen des Frameworks (QC- Numerik-Ansatz); im zweiten Teil des Projekts QC mit den ML-Modellen des Frameworks mit QC (QC-ML-Ansatz). Beide Ansätze sollen mit dem Standardansatz der Ausführung über das Industrial Internet of Things (IIoT) auf Halbleiterrechnern (Baseline) verglichen werden. Implementierte Services auf QC-Numerik- und QC-ML-Basis (QaaS) werden in das existierende Digital Twin Framework integriert. Dies öffnet industriellen Endanwendern die Tür zu QC-Anwendungen in einer existierenden digitalen Infrastruktur und treibt die Nutzung von QC im industriellen Umfeld vor. Ergebnisse und grundsätzliche Einsatzmöglichkeiten von QC werden Unternehmen des Maschinenbaus über die exzellenten Industrienetzwerke der Projektpartner in Workshops und Symposien vermittelt. Gleichfalls werden die Ergebnisse in Standardisierungsprozesse der deutschen Industrie eingebracht. Mit QUASIM wird Fertigungsunternehmen vorgestellt, wie QC praktisch eingesetzt werden kann, um mittel- und langfristig Wettbewerbsvorteile zu erkennen und umzusetzen. QUASIM setzt damit einen Meilenstein in der Innovation für den zukünftigen Erfolg des deutschen Maschinenbaus.