Zusammenarbeit im Bereich Quantencomputing

Mer­ck, ein Wis­senschafts- und Tech­nolo­gie­un­ternehmen, hat eine auf drei Jahre angelegte Koop­er­a­tion mit dem Karl­sruher Start­up HQS Quan­tum Sim­u­la­tions bekan­nt gegeben. Die Zusam­me­nar­beit zwis­chen dem Start­up-Unternehmen und der Chief Dig­i­tal Organ­i­sa­tion von Mer­ck wird sich auf die Anwen­dung und Kom­merzial­isierung von Soft­ware für Quan­ten­chemie auf Quan­ten­com­put­ern konzen­tri­eren. Mer­ck hat die Option auf eine Vertriebslizenz.

„Quan­ten­com­put­er sind im Begriff, das klas­sis­che Com­put­ing zu rev­o­lu­tion­ieren und eröff­nen zahlre­iche ungeah­nte Möglichkeit­en. Die Anwen­dun­gen betr­e­f­fen viele Bere­iche, die für Mer­ck und unsere Kun­den unmit­tel­bar rel­e­vant sind, wie etwa die Mate­r­i­al- und Wirk­stoff­forschung, kün­stliche Intel­li­genz und E‑Commerce.”

Philipp Har­bach, Leit­er In Sil­i­co Research bei der Chief Dig­i­tal Organ­i­sa­tion von Merck

„Wir entwick­eln Soft­ware für zukün­ftige Quan­ten­com­put­er“, sagte Michael Marthaler, CEO von HQS. „Herkömm­liche Sim­u­la­tio­nen kön­nen einge­set­zt wer­den, um das Feld möglich­er Kan­di­dat­en einzu­gren­zen. Mith­il­fe zukün­ftiger Quan­ten­com­put­er lässt sich die Anzahl der zu unter­suchen­den Moleküle sog­ar noch weit­er reduzieren.“

HQS ging als Gewin­ner des von Mer­ck im ver­gan­genen Jahr vergebe­nen Anniver­sary Research Grant in der Kat­e­gorie „Dig­i­tal­isierung und Com­put­ing“ her­vor. Das Unternehmen hat­te das Forschungsstipendi­um neben weit­eren Research Grants im Jahr seines 350-jähri­gen Beste­hens ins Leben gerufen. Das Start­up-Unternehmen ver­fügt über beson­dere Exper­tise bei der Real­isierung der Quan­ten­chemie auf zukün­fti­gen Quan­ten­com­put­ern, ins­beson­dere auf soge­nan­nten NISQ-Geräten (Noisy Inter­me­di­ate-Scale Quantum).

Mer­ck hat eine inter­diszi­plinäre und funk­tion­süber­greifende Arbeits­gruppe ein­gerichtet, die sich mit dem The­ma Quan­ten­com­put­er befasst. Die Chief Dig­i­tal Organ­i­sa­tion von Mer­ck ver­fügt über fundiertes Know-how in der Quan­ten­chemie, einem Anwen­dungs­bere­ich, der als ein­er der ersten von der Ein­führung von Quan­ten­com­put­ern prof­i­tieren wird.

Beim Quan­ten­com­put­ing han­delt es sich um eine grundle­gend neue Com­put­er­ar­chitek­tur, die in Bezug auf die Rechen­leis­tung einen Par­a­dig­men­wech­sel ein­läutet, da die Tech­nolo­gie die Leis­tungs­fähigkeit herkömm­lich­er Com­put­er weit über­trifft. Im Wesentlichen wird bei Quan­ten­com­put­ern die Funk­tion­sein­heit der herkömm­lichen Com­put­er (Bits) durch neue Funk­tion­sein­heit­en (Quan­ten­bits oder Qubits) erset­zt, die über eine enorme par­al­lele Rechen­leis­tung ver­fü­gen. So lässt sich mith­il­fe von Quan­ten­com­put­ern bei spez­i­fis­chen Prob­lem­stel­lun­gen die Gesamtzahl der Berech­nungss­chritte expo­nen­tiell reduzieren.

In den ver­gan­genen drei Jahren sind die öffentlichen För­der­mit­tel für die Entwick­lung von Quan­ten­com­put­ern in allen wichti­gen Län­dern weltweit beispiel­los gestiegen. Es wur­den öffentliche Förder­pro­gramme für Hochschulen sowie den pri­vatwirtschaftlichen und öffentlichen Sek­tor ins Leben gerufen, um die Tech­nolo­gieen­twick­lung voranzutreiben. Akademis­che Spitzen­forschung im Bere­ich Quan­ten­com­put­ing existiert weltweit.

NISQ-Com­put­er weisen allerd­ings eine hohe Anfäl­ligkeit für Quan­ten­fehler auf und stellen zukün­ftige Anwen­dun­gen vor große Her­aus­forderun­gen. Die Über­win­dung dieser Hin­dernisse durch neue, bahn­brechende Ansätze ist ein wesentlich­er Bestandteil dieser Zusam­me­nar­beit. Im Hin­blick auf mögliche Anwen­dun­gen geht man davon aus, dass in der Chemie als erstem Anwen­dungs­bere­ich Quan­ten­com­put­er einge­set­zt wer­den, die die Durch­führung skalier­bar­er und präzis­er quan­ten­chemis­ch­er Berech­nun­gen ermöglichen. Die anderen drei Haupt­bere­iche, die voraus­sichtlich von Quan­ten­com­put­ern prof­i­tieren wer­den, sind kün­stliche Intel­li­genz, der Finanzbere­ich sowie die phar­mazeutis­che Forschung.