Mit der Gründung des institutsübergreifenden Fraunhofer-Labs »flaQship« bündeln das Fraunhofer IAO, das Fraunhofer IPA und das IAT der Universität Stuttgart ihre Forschungskompetenzen. Im Fokus des Labs steht anwendungsorientiertes Quantencomputing in Stuttgart und Heilbronn.
Die florierende Forschungslandschaft rund um Quantencomputing schafft die besten Voraussetzungen, um in naher Zukunft diese neue Schlüsseltechnologie in die industrielle Anwendung zu bringen. Wie können exzellente Forschungs- und Innovationsfortschritte jedoch noch effizienter erzielt werden? Das Quantenteam des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO setzt auf das Nutzen von Synergien: Mit dem IAT der Universität Stuttgart und dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA bündelt es seine Forschungskompetenzen im neuen Forschungslab flaQship. Das flaQship baut mithilfe von international vernetzter Exzellenzforschung Brücken zwischen Theorie und Praxis. Insbesondere mit Fokus auf Stuttgart und Heilbronn bringt das Lab entlang der gesamten Wertschöpfungskette anwendungsorientierte Forschung in Unternehmen. Damit agiert es als zentrale Anlaufstelle für Wirtschaft, Wissenschaft und Politik. Dr. Christian Tutschku, Leiter des Teams Quantencomputing am Fraunhofer IAO, betont: »In einer von Konkurrenz geprägten Welt gilt es, innovative Kooperationsformate zu leben, starke Partnerschaften zu etablieren und vernetzte Wissenshubs für Forschungsthemen aufzubauen. Gemeinsam sind wir weit mehr als die Summe unserer Teile.«
Im Zentrum des Labs steht die anwendungsorientierte Quantencomputing-Forschung und damit die Nutzbarmachung von Quantencomputing für die Industrie. »Quantencomputing wird die Art, wie wir komplexe Probleme lösen, revolutionieren. Das aber nur, wenn Hardware-, Software- und Anwendungsentwicklung Hand in Hand gehen. Unser Ziel ist es, Quantencomputing technologisch und bedürfnisorientiert so zu entwickeln, dass es einen echten Mehrwert für Unternehmen und Gesellschaft schafft« betont Prof. Katharina Hölzle, Leiterin des Instituts für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart sowie des Fraunhofer IAO. Fachliche Schwerpunkte liegen dabei auf Quantum Machine Learning, Materialsimulation und Quantenchemie, Fehlerkorrektur sowie Hybrid Computations. Zudem forschen die Teams in den Bereichen Quantum Service Engineering, High Perfomance Computing, Quantencomputing-Geschäftsmodelle und erarbeiten innovative Formate des zugehörigen Wissenstransfers.
Im Fokus des flaQships stehen dabei zwei zentrale Projekte:
Im Kompetenzzentrum Quantencomputing Baden-Württemberg (KQCBW) entwickeln die beiden Quantencomputing-Teams bereits seit 2020 anwendungsorientierte Quantenalgorithmen mit Fokus auf Hardware-effizienter Implementierung. Im Rahmen einer systematischen Projektevaluation präsentierte das Konsortium im Februar 2025 seine Zwischenergebnisse, die der breiten Öffentlichkeit auf der internationalen Fachmesse »Quantum Effects« im Oktober vorgestellt werden.
Die anlaufende Zusammenarbeit der Institute in den jüngst vorgestellten Fraunhofer Heilbronn Forschungs- und Innovationszentren HNFIZ konzentriert sich auf anwendungsorientierte Quanten-KI. »Wir freuen uns darauf, Stuttgart und Heilbronn gemeinsam gezielt als Zentrum für angewandtes Quantencomputing zu etablieren. Durch die Vertiefung unserer bereits langjährigen Kooperation eröffnen wir neue Möglichkeiten in Forschung und Technologietransfer«, so Dr. Marco Roth, Teamleiter Quantencomputing am Fraunhofer IPA.
Als eine der ersten Handlungen im Vorhaben organisiert das flaQship in Kooperation mit der University of Waterloo vom 7. bis 8. Juli 2025 in der experimenta in Heilbronn das Symposium »Machine Learning to Advance Quantum Technologies (ML4QT)«. Das Symposium wird dabei die Frage, wie heutige ML-Methoden die Quantentechnologieforschung befeuern können, mit internationalen Expertinnen und Experten vielschichtig beleuchten.
Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO