Auftragnehmer für Projekt BASIQ | Anwendungen gesucht

Für unser Projekt BASIQ suchen wir einen Auftragnehmer – gerne auch ein Konsortium – für die Erprobung neuartiger Quantenalgorithmen an konkreten, industrierelevanten Materialproblemen. Der gesuchte Industriepartner ist Hersteller oder Zulieferer von Komponenten im Bereich Elektromobilität beziehungsweise stationäre Energiespeicherung. Die Anwendungen behandeln Materialprobleme der Batterie-/Brennstoffzellen aus einem oder mehreren der Themenkomplexe Luftfahrt, Raumfahrt, Schwerlastverkehr (auch Schifffahrt), Individualverkehr und Stromversorgung. Die Teilnahme am Ausschreibungsverfahren ist über TED 791780-2023 möglich. Die Einreichungsfrist endet am 31. Januar 2024 um 14 Uhr.

Das Potenzial von Quantencomputer für die Materialforschung

Das Projekt BASIQ des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik unterstützt die Quantencomputer-Industrie bei der Entwicklung von innovativen Materialien und Produkten durch Forschungs- und Entwicklungsarbeiten.

Allgemein wird angenommen, dass Quantensimulationen für die Materialforschung die erste Anwendung von Quantencomputern mit einem praktischen Quantenvorteil sein werden. BASIQ konzentriert sich dabei auf Materialsimulationen für gatterbasierte Quantencomputer im Anwendungsbereich von Batteriematerialien. Dabei werden feste kristalline Elektroden, z.B. Mischoxide, flüssige Elektrolyte, z.B. Wasser und die Elektrodengrenzfläche, z.B. Metalloberflächen simuliert. Damit werden alle entscheidenden Materialkomponenten für die Simulation einer Batteriezelle betrachtet. Darüber hinaus werden partielle Differentialgleichungen (PDE) untersucht, die das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten in einer elektrochemischen Zelle, vor allem Elektroden und Elektrolyt simulieren.

Mitarbeit im Projekt BASIQ

Die im Rahmen von BASIQ erforschten Algorithmen sollen nun im nächsten Schritt für konkrete industrierelevante Materialprobleme erprobt werden. Dazu sollen Anwendungsfälle mit Relevanz für elektrochemische Energiespeicherung und -wandlung identifiziert werden. Speziell Batterien und Brennstoffzellen im Bereich Elektromobilität für Individualverkehr, Schwerlastverkehr, Luftfahrt und Raumfahrt, aber auch stationäre Energiespeicherung sind für das DLR relevant.

Die im Projektverlauf entwickelten Quantenalgorithmen für quantenchemische Berechnungen auf atomistischer Ebene und für die Kontinuumsimulation für das Lösen von partiellen Differentialgleichungssystemen sollen auf die identifizierten Anwendungsfälle getestet werden und einem Benchmarking mit klassischen Vergleichsalgorithmen unterzogen werden. Liefergegenstand sind industrierelevante Anwendungsfällen sowie deren klassische Verfahren zu elektrochemischer Energiespeicherung in Batterien und Brennstoffzellen. Konkret:

  • Erprobung von entwickelten Algorithmen auf konkrete industrierelevante Anwendungsfälle,
  • Benchmarking gegenüber klassischen Verfahren,
  • Planungs- und Dispositionsprozesse im Schienenverkehr,
  • Anpassung der Quantensimulation an spezifische Hardware*,
  • Identifikation eines Anwendungsfalls, der gegenüber klassischen Vergleichsalgorithmen perspektivisch einen Skalierungsvorteil auf einem Quantencomputer aufweisen kann

* hierbei handelt es sich im Wesentlichen um prototypische Systeme auf Basis der Ionenfallen-Technologie, Neutralatome, photonischer Schaltkreise und auf Basis von NV-Zentren in Diamanten