Auszeichnung für Fraunhofer IIS-Wissenschaftler stärkt Forschung zu quantenbasierter, resilienter Energieplanung

(WK-intern) – Dr. Friedrich Wagner, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, hat mit seiner Dissertation »Integer Optimization for Quantum Computing« den 3. Platz des Fraunhofer ICT Dissertation Award 2025 erzielt.

Die jährlich vom Fraunhofer-Verbund IUK-Technologie vergebene Auszeichnung würdigt herausragende wissenschaftliche Arbeiten aus Fraunhofer-Instituten aus den Bereichen Informatik, Mathematik und angrenzenden Disziplinen.

Wagners Forschung ist methodische Basis für die direkte Anwendung im DLR QCI-Projekt »Attraqt’em«, in dem quantenunterstützte Optimierungsverfahren auf reale Energiesysteme übertragen werden.

Prämierte Dissertation als Grundlage für resiliente Energiesystem-Modellierung auf Basis von Quantenalgorithmen

Im Mittelpunkt von Wagners Dissertation steht die Frage, wie klassische ganzzahlige Optimierungsverfahren mit Quantenalgorithmen kombiniert werden können, um reale Optimierungsprobleme effizienter zu lösen. Seine Arbeit zeigt, dass hybride quanten-klassische Ansätze wegen der aktuell begrenzten Leistungsfähigkeit verfügbarer Quantenhardware deutlich größere Problemgrößen bearbeiten können als rein quantenbasierte Methoden. Darüber hinaus leistet die Dissertation wichtige Beiträge zur effizienten Kompilierung von Quantenalgorithmen sowie zur Reduktion hardwarebedingter Fehler.

»In meiner Arbeit nutze ich etablierte Methoden der mathematischen Optimierung, um die limitierten Ressourcen aktuell verfügbarer Quantenrechner effizient auszuschöpfen. So entsteht ein praxisnaher Ansatz auf dem Weg zu leistungsfähigem Quantencomputing.«, erklärt Dr. Friedrich Wagner, der am Nürnberger Standort des Fraunhofer IIS in der Abteilung Analytics forscht.

Quantencomputing als Schlüssel für die intelligente Energieplanung von Morgen

Die ausgezeichneten Forschungsergebnisse fließen direkt in das Projekt »Attraqt’em – Algorithmen des Quantencomputing in der Energiesystem-Modellierung« ein. Bei dem Projekt der DLR Quantencomputing-Initiative des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt ist das Fraunhofer IIS Auftragnehmerin. So bringt das Institut umfassende Expertise in mathematischer Optimierung und Quantenalgorithmen ein, um das sogenannte Unit-Commitment-Problem methodisch zu optimieren – also die Frage, wann welcher Erzeuger wie viel Strom ins Netz einspeist. Diese Optimierungsaufgabe ist zentral für die Einsatzplanung von Energieerzeugungsanlagen und stellt hohe Anforderungen an Effizienz und Rechenleistung – ein Feld, in dem quantenunterstützte Ansätze großes Potenzial bieten.

Ziel des Projekts ist es, Quantenalgorithmen für eine intelligente, widerstandsfähige Energieplanung nutzbar zu machen. Durch die Kombination klassischer und quantenbasierter Verfahren sollen größere und komplexere Energiesysteme besser verstanden, robustere Investitionsentscheidungen ermöglicht und die Stabilität zukünftiger Energie-Infrastrukturen unterstützt werden.

Mit der Auszeichnung unterstreicht das Fraunhofer IIS seine wissenschaftliche Exzellenz im Kontext Quantencomputing. Das Institut forscht umfassend an diesem Zukunftsfeld – von der Entwicklung skalierbarer Quantenhardware und Steuerungselektronik über Quantenalgorithmen und Software für Quantencomputer bis hin zum konkreten Transfer in industrielle Anwendungen, beispielsweise für die Energiewende.

Über das Projekt

»Attraqt’em« ist ein Projekt der DLR Quantencomputing-Initiative des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt und wird ermöglicht mit Mitteln des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR). Geleitet wird es vom DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme, das insbesondere Fragestellungen der Investitionsplanung sowie Resilienz-Analysen im Energiesektor adressiert.

Mehr Informationen: Attraqt’em – Algorithmen des Quantencomputing

PM: Fraunhofer IIS Informationsdienst

PB: Quantenbasierte, resiliente Energieplanung: Forschung des Fraunhofer IIS ausgezeichnet / ©: Adobe Stock / ArtemisDiana – stock.adobe.com / Barbeitung Fraunhofer IIS / KI generiert