Bosch und IBM wollen gemeinsam im Bereich der Materialwissenschaften forschen und dabei auf Quantencomputer setzen, heißt es in einer Ankündigung der Unternehmen. Neue Entdeckungen erhoffen sich die Partner hauptsächlich im Bereich der Brennstoffzellen, der elektrischen Antriebe und fortgeschrittener Sensormaterialien. Die Partnerschaft wird als „strategisches Quantum Computing Engagement“ bezeichnet

Als Teil dieses Engagements wird Bosch auch dem IBM Quantum Network beitreten. Experten beider Firmen werden zusammen mögliche Anwendungsfelder von Quantum Computing im Bereich der Materialwissenschaften erforschen und weiterentwickeln. Das IBM Quantum Network umfasst zurzeit über 200 Organisationen, u.a. Fortune 500-Firmen, Startups, Forschungszentren und Bildungseinrichtungen. Zusammen erforschen seine Mitglieder und IBM Quantum Teams, wie Quantum Computing einer Vielzahl von Industrien und Anwendungen nutzen kann, u.a. in den Bereichen Finanz, Chemie und Künstliche Intelligenz.

Im Rahmen der Zusammenarbeit wird Bosch Zugang zu IBMs Quantentechnologie und „Qiskit Runtime as a service“ über die IBM Cloud bekommen. Bosch bringt die Erfahrung von vielen Jahren im Bereich der industriellen Materialsimulation durch konventionelle Computer und die Fähigkeit, Hochtechnologie in Massenproduktion zu fertigen, ein. IBM wird seine Quantentechnologie und Expertise in der Entwicklung von Quantenalgorithmen und industriespezifischen Implementierungen einbringen.

Mit seinen Aktivitäten im Bereich der Elektromobilität bringt Bosch konkrete Anwendungsfälle ein, in denen Quantenrechner bald einen entscheidenden Vorteil gegenüber konventionellen Rechnern bei der Entdeckung und Entwicklung neuer Materialien haben werden. Neue Materialien sind entscheidend, um eine höhere Energieeffizienz zu erreichen und die Verwendung natürlicher Ressourcen zu reduzieren. Die meisten Materialien für Brennstoffzellen, Batterien, elektrische Antriebe und fortgeschrittene Sensoren haben stark korrelierte Elektronen; klassische Computer können diese Materialeigenschaften nicht mit ausreichender Genauigkeit berechnen. IBM und Bosch werden gemeinsam robuste und leistungsstarke Quantenalgorithmen für industrielle Anwendungen in diesem Gebiet entwickeln.

Die Zusammenarbeit hat bereits damit begonnen, die Grundlagen für Algorithmen und Workflows zu legen, die rechnergestützte Materialentwicklung von industrierelevanten Materialien auf Quantencomputern ermöglichen. Die ersten Ergebnisse sind vielversprechend; diese umfassen realistischere Modelle zu verwenden, die über Näherungsverfahren der Festkörperphysik wie dem einbandingen Hubbard-Modell hinausgehen, und diese auf interessante Systemgrößen zu skalieren.

Im Rahmen der Arbeiten wird erforscht, wie sich Entwicklungszeit und -kosten erheblich reduzieren lassen und wie die Entdeckung neuer Materialklassen in Zukunft ermöglicht werden kann. So könnten eventuell beispielsweise verbesserte Perowskit-Phasenstabilitätsdiagramme für Brennstoffzellen, verbessertes Defektengineering für die Sensorik, realistische Katalyse– und Reaktionsgeschwindigkeiten und vorhersagbare magnetische Eigenschaften möglich werden.

IBM hat eine Roadmap für die Weiterentwicklung des Quantencomputers in drei Schlüsselbereichen aufgestellt: Hardware, Software und Entwicklung des Ökosystems. Auf dem jährlichen IBM Quantum Summit kündigte das Unternehmen den Einsatz seines 433-Qubit-Prozessors „Osprey“ an. Dies ist ein weiterer Schritt auf dem Weg zu einem System mit mehr als 4.000 Qubits, das bis 2025 aus mehreren Clustern modular skalierbarer Prozessoren besteht.
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