Wir haben nach Unterstützung für zwei Teilprojekte in unserem Mobilitätsprojekt QCMobility gesucht. Die Zuschläge für die Bereiche Intermodaler Verkehr und Straßenverkehr haben nun D-Fine und Planqc bekommen. Unterauftragnehmerinnen sind Fraunhofer CML, Kombiverkehr, TriCon, UIRR, DB Regio, Fraunhofer IML und Rhein-Neckar-Verkehr; assoziierte Partnerinnen sind der Duisburger Hafen Duisport und Dachser.
Quantencomputer können zu einer nachhaltigeren, effizienteren und bedarfsgerechteren Mobilität der Zukunft beitragen. Davon sind wir überzeugt. Die Frage für uns ist: Bei welchen Mobiltitätsproblemen und mit welchen Ansätzen können Quantencomputer genau helfen? Das wollen wir in unserem großen Mobilitätsprojekt QCMobility des DLR-Instituts für Quantentechnologien herausfinden – zusammen mit fünf DLR-Instituten und vielen Industriepartnern an realistischen Anwendungsfällen und mit Datensätzen aus der Praxis.
Zwei Aufträge für die Mitarbeit in QCMobility haben wir nun an das Konsortium D-Fine × Planqc mit ihren zahlreichen Unterauftragnehmern, Perspektiven und Anwendungsfällen vergeben: QCMobility | Intermodaler Verkehr & QCMobility | Straßenverkehr, beide mit dem DLR-Institut für Verkehrsforschung im Lead.
Die Teilprojekte setzen an einem gemeinsamen Problem an: der steigenden Komplexität in der Planung moderner Verkehrs- und Logistiksysteme. Zukünftige Mobilität muss eine Vielzahl an Einflussfaktoren – zum Beispiel Verkehrslage, Kapazitäten, Nachfrage, Zeitfenster und Umwelteinflüsse – gleichzeitig berücksichtigt und laufend neu bewerten. Klassische Computer kommen dabei an ihre Grenzen.
Mit diesen Aufträgen unterstützen wir nicht nur die Suche nach Verbesserungsmöglichkeiten für die Mobilität sondern identifzieren auch den notwendigen Weiterentwicklungsbedarf für Quanten-Algorithmen und -Hardware und erleichtern so die Integration der von uns entwickelten Methoden in der Industrie.
QCMobility | Intermodaler Verkehr
Wie können Quantencomputer dazu beitragen, den Güterverkehr effizienter zu steuern, nämlich besonders dort, wo mehrere Verkehrsträger wie Bahn, Lkw und Schiff ineinandergreifen? Ziel des QCMobility-Teilprojekts Intermodaler Verehr des komplexe Planungs- und Steuerungsprozesse entlang intermodaler Lieferketten zu optimieren und so die Verlagerung von Transporten, zum Beispiel auf die umweltfreundlichere Schiene, zu unterstützen.
Im Projekt werden praxisnahe Anwendungsfälle entwickelt und als mathematische Optimierungsprobleme abgebildet, zum Beispiel zur Steuerung von Umschlagprozessen und zur Planung komplexer Transportnetzwerke. Gerade dynamische Systeme, bei denen verschiedene Verkehrsträger abgestimmt werden müssen, stellen klassische Methoden vor große Herausforderungen. Mit Daten aus der Praxis, wie Touren-, Fahrplan- und Buchungsinformationen, entstehen im Projekt realistische Szenarien, die mithilfe quantengestützter Optimierungsansätze analysiert und bewertet werden.
Auftragnehmer ist das Konsortium D-Fine und Planqc. Unterauftragnehmerinnen sind die Internationale Vereinigung für den Kombinierten Verkehr Schiene-Straße (UIRR), Kombiverkehr als Operateur im kombinierten Verkehr mit einem europaweiten Gütertransportnetzwerk und TriCon als Betreiberin eines trimodalen Umschlagterminals. Das Fraunhofer-Center für Maritime Logistik und Dienstleistungen (CML) bringt als Unterauftragnehmerin Knowhow im Bereich Logistik und Quantencomputing-Anwendung ein. Assoziierte Partnerin ist Duisport als größter europäischer Binnenhafen.
QCMobility | Straßenverkehr
Mobilität der Zukunft heißt auch, dass trotz begrenztem öffentlichem Raum, wachsendem Verkehrsaufkommen und steigender Liefer- und Mobilitätsbedarfe flexibel auf Nachfrage und Verkehrslage eingegangen werden kann. Quantencomputer könnten hier nützlich sein. Wie?, das erforscht das Teilprojekt QCMobility | Straßenverkehr und versucht Quantencomputing dafür zu nutzen, dynamische und raumbezogene Mobilitäts- und Zustellprozesse intelligenter zu planen und zu steuern.
Im Fokus stehen mit On-Demand-Verkehr und städtischen Lieferdiensten zwei Anwendungsfelder mit ähnlichen Herausforderungen, nämlich begrenztem Straßenraum, wechselnden Anforderungen, Echtzeit-Bedarf und die Frage, wie virtuelle Haltestellen oder Ladezonen optimal verteilt und genutzt werden können
In enger Zusammenarbeit mit Industrie- und Forschungspartnern entwickelt das Projekt konkrete Anwendungsszenarien, überführt sie in mathematische Modelle und analysiert sie mit speziell entwickelten Quantenalgorithmen. Das soll Verkehrs- und Logistikunternehmen bei Entscheidungen in komplexen, dynamischen Planungsprozessen helfen.
Das Teilprojekt QCMobility | Straßenverkehr wird von D-Fine und Planqc koordiniert und umgesetzt. Unterauftragnehmerinnen sind Rhein-Neckar-Verkehr als Verkehrsunternehmen und DB Regio Bus als Busgesellschaft. Beide bringen Daten und Praxiserfahrung ein. Dachser steuert als assoziierter Partner Know-how aus der innerstädtischen Logistik bei. Ergänzt wird das Konsortium durch das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik (IML) und seine Forschungskompetenz in Mobilitäts- und Logistikfragen.
d-fine
d-fine ist ein europäisches Beratungsunternehmen mit Fokus auf analytisch anspruchsvolle Themen, die von einem naturwissenschaftlich geprägten Team mit einem hohen Maß an Verantwortung für zukunftsfähige Lösungen und ihrer nachhaltigen technologischen Umsetzung bearbeitet werden.
planqc
Das Deep-Tech-Unternehmen planqc wurde im Jahr 2022 von einem Forschungsteam des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik und der Ludwig-Maximilians-Universität München gegründet. planqc baut Quantencomputer, die Informationen in einzelnen Atomen speichern. Die Qubits werden in hochskalierbaren Arrays angeordnet und mit präzise gesteuerten Laserpulsen manipuliert. Planqc ist als erstes Start-up aus dem Munich Quantum Valley hervorgegangen.
