Projekt

TAQO-PAM

Maßgeschneiderte Quantenoptimierung zur Planung und Steuerung industrieller Fertigung

Motivation

Die zunehmende Massenproduktion individualisierter Güter und die dafür notwendige komplexe Logistik innerhalb moderner Fabriken erfordern die Lösung umfangreicher Optimierungsprobleme in Echtzeit. Klassische Computer können solche Probleme nicht ausreichend gut lösen. In diesem Projekt sollen daher hybride, quanten-klassische Algorithmen entworfen werden. Diese befähigen die demnächst verfügbaren Quantencomputer mit einigen 10 Qubits zur Lösung dieser Probleme beizutragen. Dies erfolgt durch die Integration von angepassten Quantenprozessoren (QPUs) in bestehende Szenarien, und durch Erweiterung bestehender Methoden der Fabrikautomation und Produktionsplanung.

Ziele und Vorgehen

Durch den Fokus auf lokale Datenverarbeitung direkt im Betrieb statt durch Nutzung externer Cloud-Dienste wird die Notwendigkeit vermieden, grundlegende Kenntnisse und Daten zur Produktionslaufzeit mit Dritten zu teilen. Zudem treten bei zeitkritischen Berechnungen keine Verzögerungen durch Datenübertragungen auf. Ausgehend von der Annahme, dass geeignete maßgefertigte QPUs mittelfristig verfügbar sein werden, befasst sich das Projekt mit dem Mangel an Quantenalgorithmen zur Optimierung von Fertigungsaufgaben, der fehlenden Integration des Quantencomputing in industrielle Prozesse und der Zugänglichkeit zur Technologie für Anwender, denen die Resultate ohne tiefe quantenmechanische und quanteninformatische Kenntnisse zugänglich gemacht werden sollen.

Innovation und Perspektiven

Durch die systematische Übertragung realer Problemstellungen auf Verfahren, die Vorteile von Quantenalgorithmen mit Vorteilen klassischer Algorithmen kombinieren, sollen industriell verwertbare Anwendungsfälle erfolgreich gelöst werden. Perspektivisch lassen sich die in diesem Projekt entwickelten Algorithmen zukünftig auch auf leistungsstärkeren Quantencomputern ausführen und erweitern, sodass noch komplexere Optimierungen von Produktionsprozessen möglich werden, die die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen weiter steigern.

Projektdetails

Projektlaufzeit:
01.01.2022 - 31.12.2024

Projektvolumen:
8,2 Mio. Euro (zu 74,9 % durch das BMBF gefördert)

Projektkoordination

Prof. Dr. Wolfgang Mauerer
Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg – Fakultät Informatik und Mathematik
Regensburg

E-Mail-Adresse: wolfgang.mauerer (at) oth-regensburg.de
Projektpartner
Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg – Fakultät Informatik und Mathematik

Regensburg / Germany

Siemens AG

München / Germany

science + computing AG

Tübingen / Germany

OptWare GmbH

Regensburg / Germany

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS)

Erlangen / Germany

BMW AG

München / Germany