Fujitsu gibt Gewinner seiner Quantum Simulator Challenge bekannt

München, 06. February 2024

Von Februar bis September 2023 fand die „Fujitsu $100,000 Quantum Simulator Challenge" statt. Bei dem globalen Wettbewerb rief Fujitsu Vertreter aus Industrie und Wissenschaft dazu auf, Fujitsus 39 Qubit Quanten Simulator in Bezug auf neuartige Probleme und Anwendungsfälle zu testen. Am 25. Januar 2024, dem Fujitsu Quantum Day, gab das Unternehmen die vier Gewinnerteams bei einer Preisverleihung in Delft offiziell bekannt.

Von den insgesamt 43 Bewerber-Teams aus 17 Ländern und Regionen bestanden 20 den ersten Auswahlprozess. Dabei bewertete Fujitsu die ausgewählten Anwendungsfälle der Bewerber hinsichtlich ihrer Innovationskraft und ihrer Nutzung des Fujitsu Quanten Simulators zur Lösung gesellschaftlicher Probleme. Nach Ablauf des Wettbewerbszeitraums reichten die verbleibenden Teams einen Bericht über ihre Forschungsergebnisse ein. Ein 13-köpfiges Gremium, darunter Forscher aus Fujitsus Quantum Laboratory, zeichnete auf dieser Basis vier Gewinnerteams aus. Die Gesamtprämie betrug 100.000 US-Dollar. Der erste Preis ging an Quanscient Oy¹ aus Finnland für das Projekt „Quantenalgorithmen für Strömungsmechanik". 

Insgesamt verbrachten die Teilnehmenden während des Wettbewerbs etwa 56.000 Stunden auf dem Quantum Simulator und testeten diesen im Rahmen verschiedener Anwendungsfälle. Diese reichten von Grundlagenforschung, einschließlich Technologien zur Fehlerkorrektur, bis hin zur Entwicklung von Algorithmen, die zur Lösung gesellschaftlicher Probleme beitragen. 

„Die Teilnehmer und Teilnehmerinnen der Quantum Simulator Challenge haben mithilfe des Fujitsu Quantum Simulators verschiedene fortschrittliche Anwendungen entwickelt. Alle diese spannenden Szenarien verdeutlichen das enorme Potential des Quantencomputings, schnell und präzise zur Lösung gesellschaftlicher Probleme beizutragen“, kommentiert Hideto Okada, Leiter der Technology Strategy Unit bei Fujitsu. „Die Fujitsu Quantum Simulator Challenge zeigt die Bedeutung von Kooperation und Wettbewerb für Innovationen. Auch in Zukunft werden wir eine führende Rolle bei der Weiterentwicklung von Quantum Simulatoren und -Anwendungen einnehmen und dabei eng mit der Quantencomputing-Gemeinschaft, Kunden und Partnern zusammenarbeiten.“

Fujitsu plant, die Quantum Simulator Challenge auch 2024 und darüber hinaus durchzuführen. Dabei soll zukünftig ein verbesserter Quantum Simulator mit 40 Qubits verwendet werden – einer der größten weltweit². 

Hintergrund

Hohe Fehlerquoten und Skalierungsprobleme bei der Hardware stellen weiterhin Herausforderungen bei der Nutzung aktueller Quantencomputer dar. Aus diesem Grund konzentrieren sich Entwickler zunehmend auf Quanten Simulatoren, die auf Hochleistungsrechnern (HPC) laufen, und forschen an ihrer Anwendung in verschiedenen Bereichen.

Fujitsu arbeitet mit mehreren Kunden an der Entwicklung bahnbrechender Quantenanwendungen mit seinem Quantum Simulator, einem Cluster-System, das aus dem FUJITSU Supercomputer PRIMEHPC FX700 besteht und mit derselben A64FX-CPU ausgestattet ist, die den Supercomputer Fugaku³ antreibt. Da das Feedback von Nutzern ein wichtiger Schlüssel für die Entwicklung von Quanten Anwendungen darstellt, öffnete Fujitsu einige seiner Quantum Simulator Ressourcen für die Öffentlichkeit. Mit der „Fujitsu $100,000 Quantum Simulator Challenge" erhält das Unternehmen wichtiges Feedback von teilnehmenden Forschungseinrichtungen, Universitäten und Unternehmen, die um die Entwicklung von Quanten Anwendungen in verschiedenen Bereichen konkurrieren. 

Übersicht Gewinnerteams

Erster Preis: Quanscient Oy
Quantenalgorithmen für Strömungsmechanik

• Leistungsverbesserung von komplexen Strömungssimulationen durch Anwendung von Quantentechniken im Bereich der Strömungsmechanik.
• Entwicklung von Quantenalgorithmen, die in der Fahrzeug-/Schiff-/Flugzeugfertigung und Biomedizin eingesetzt werden können, um die Rechenleistung zu messen und zu bewerten.

Zweiter Preis: Riverlane Limited⁴
Quantenstabilitätsexperimente auf dem Fujitsu Quantum Simulator

• Simulation der Quantenstabilität, ein Schlüsselbenchmark für Fehlerkorrektur in der Quantenberechnung (QEC), unter realistischen Rauschmodellen mit Leckage.
• Überprüfung der Quantenstabilität für verschiedene Arten von Rauschen, die Fehler in Quantenberechnungen verursachen, und Entdeckung zuvor unbeobachteter Verhaltensweisen.

Dritter Preis: Qkrishi Quantum Private Limited⁵/ Bloq Quantum Private Limited⁶
Optimierte Quantenkernels für verbesserte Erkennung von Kreditkartenbetrug

• Anwendung von quantenbasiertem maschinellem Lernen zur Erkennung von Kreditkartenbetrug auf Quanten Simulatoren.
• Testaufbau einer auf Quanten Simulatoren basierenden Backend-Anwendung, die von einer Versicherungsgesellschaft bewertet wurde.

Dritter Preis: Universität Neapel Federico II⁷
Interpretierbare und effiziente Steuerung von Smart Cities mit Quantencomputern

• Kombination von Quantencomputing und Fuzzy-Theorie⁸, um ein System auf der Grundlage von Regeln der menschlichen Sprache zu erstellen.
• Anwendung auf Smart City-Anwendungsfälle wie drahtlose Netzwerke und Ampelsteuerung.

 

Anmerkungen

¹ Quanscient Oy:
Hauptsitz: Tampere, Finnland; Mitbegründer: Juha Riippi (CEO), Valtteri Lahtinen (Chief Scientist), Alexandre Halbach (CTO), Asser Lähdemäki (Chief Software Architect)
² Einer der größten der Welt:
Einer der weltweit größten dauerhaft dedizierten Quanten Simulatoren nach der Methode des Zustandsvektors (Stand Januar 2024, laut Fujitsu)
³ Supercomputer „Fugaku":
Ein Computer, der gemeinsam von RIKEN und Fujitsu als Nachfolger des Supercomputers „K Computer" entwickelt wurde. Von Juni 2020 bis November 2021 belegte Fugaku in vier aufeinanderfolgenden Jahren den ersten Platz in vier der wichtigsten Hochleistungscomputer-Rankings. Fugaku wurde ab dem 9. März 2021 für die gemeinsame Nutzung zur Verfügung gestellt.
⁴ Riverlane Limited: 
Hauptsitz: Cambridge, Vereinigtes Königreich; Gründer und CEO: Steve Brierley
⁵ Qkrishi Quantum Private Limited: 
Hauptsitz: Gurgaon, Indien; Gründer: Monika Aggarwal und Prabha Narayan
⁶ Bloq Quantum Private Limited: 
Hauptsitz: Kollam, Indien; CEO: Sreekuttan L S
⁷ Universität Neapel Federico II: 
Ort: Neapel, Süditalien; Präsident: Matteo Lorito
⁸ Fuzzy-Theorie: 
Eine mathematische Theorie zur Bewältigung von Unschärfe aufgrund menschlicher Subjektivität. Theoretisierte Konzepte wie „sehr" und „ein wenig".

 

Weiterführende Links

• Fujitsu Quantum Day
• „Fujitsu erreicht mit dem weltschnellsten 36-Qubit-Quantensimulator einen bedeutenden technischen Meilenstein" (Pressemitteilung, 14. April 2022) 
• „Fujitsu and RIKEN develop superconducting quantum computer at the RIKEN RQC-Fujitsu Collaboration Center, paving the way for platform for hybrid quantum computing" (Pressemitteilung, 5. Oktober 2023)

Datum: 06. February 2024
City: München