Wir nutzen Quantenalgorithmen für die Simulation von Prozessen und Systemen in Batteriematerialien. Damit ermöglichen wir die nächste Generation sicherer, leistungsfähiger und langlebiger Energiespeicher für Elektromobilität und erneuerbare Energien.

Mit BASIQ Transfer adressieren wir ein zentrales Problem in der Entwicklung von Batteriematerialien: Klassische Simulationsmethoden können die komplexen Prozesse von Batteriezellen oft nicht präzise darstellen. Quantencomputer versprechen hier einen theoretischen Vorteil. Wir implementieren skalierbare Quantenalgorithmen für dynamische Prozesse und stark korrelierte Systeme, um die Lücke zwischen theoretischem Quantenvorteil und praktischer Anwendung zu schließen. Damit sollen künftig Materialeigenschaften von Batterien präzise vorhersagbar werden, um die Entwicklung sicherer, leistungsfähiger Batterien zu beschleunigen und somit die Energiewende voranzutreiben.

Motivation

Mit BASIQ-Transfer wollen wir die Entwicklung leistungsfähiger Batterien für Elektromobilität und erneurbare Energien beschleunigen. Dafür müssen die Eigenschaften von Batteriematerialien präzise simuliert werden. Quantencomputer und die Implementierung von Quantenalgorithmen versprechen genau das. Doch bisher fehlt der praktische Nachweis eines solchen Quantenvorteils. Mit BASIQ Transfer bringen wir Quantencomputing aus der Theorie in die Anwendung, indem wir skalierbare Algorithmen für reale Materialsysteme entwickeln und auf echten Quantencomputern testen, mit dem Ziel, den Quantenvorteil in Zukunft konkret zu demonstrieren.

Unsere robusten, hardwareanpassungsfähigen Algorithmen und ihre Einbindung in QCI Connect sollen zudem den Technologietransfer förden, indem Skalierbarkeit und Fehlerresitenz auf aktueller Quantenhardware systematisch getestet und dokumentiert werden – das ist ein entscheidender Schritt für die industrielle Akzeptanz.

Herausforderung

Auch für Quantencomputer ist die Simulation korrelierter Systeme aktuell noch sehr herausfordernd. Das zentrale Problem ist das intrinsische Rauschen, welches Korrelationseffekte oft zunichte macht. Daher fokussieren wir uns bei BASIQ Transfer auf Algorithmen, die bereits auf heutiger Quantenhardware laufen und künftig skaliert werden können. Dabei ist unser primärer Fokus immer die reale Anwendung.

Impact

Mit BASIQ Transfer schließen wir die Lücke zwischen Quantencomputing-Forschung und industrieller Anwendung in der Materialforschung. Konkret: Wir machen Quantencomputer für Batterieentwicklung nutzbar. In der Zusammenarbeit mit der DLR QCI stärken wir zudem das deutsche und europäische QC-Ökosystem, indem wir relevantes Wissen und Tools mit anderen Netzwerkakteuren teilen. Hierbei ermöglicht die DLR QCI den direkten Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis, mit Industriepartnern, Hardwarezugang und strukturiertem Technologietransfer. Insgesamt verfolgen wir damit unser übergeordnetes Ziel: ein Gewinn an internationaler Wettbewerbsfähig im globalen QC-Rennen – für Deutschland und Europa.