Offizielle Bezeichnung: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
Postanschrift: Linder Höhe
Ort: Köln
NUTS-Code: DEA23 Köln, Kreisfreie Stadt
Postleitzahl: 51147
Land: Deutschland
E-Mail:
Telefon: +49 2203/601-5184
Internet-Adresse(n):
Hauptadresse: http://www.dlr.de/DE/Home/home_node.html

Andere: Forschungseinrichtung

Andere Tätigkeit: Forschung und Entwicklung

BASIQ NOISE

Referenznummer der Bekanntmachung: E31515576

Dienstleistungen

Das Potenzial von Quanteninformationstechnologien zählt zu den grundlegenden und wegweisenden Kompetenzen der Zukunft. Es besteht die Möglichkeit, mit dem daraus resultierenden Leistungsvermögen Schlüsselbranchen zu revolutionieren.

Unter allen Technologien stellen Quantencomputer einen strategisch, zukunftsrelevanten und aktuell nahezu exponentiell wachsenden Forschungs- und Entwicklungsbereich dar, für den jetzt auf nationaler und internationaler Bühne die entscheidenden Weichen gestellt werden. Um ihre Entwicklung voranzutreiben, bindet die DLR Quantencomputing-Initiative Partner aus Industrie und Wirtschaft sowie der Forschung ein. So kann das DLR Quantencomputer beschaffen, betreiben sowie für relevante Anwendungen nutzbar machen und eigene Kompetenzen weiterentwickeln.

Das DLR verfolgt mit seinem Projekt BASIQ (Batteriematerial-Simulation mit Quantencomputern) das Ziel, die Quantencomputer-Industrie bei der Entwicklung von innovativen Materialien und Produkten durch Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu unterstützen. Allgemein wird angenommen, dass Quantensimulationen für die Materialforschung die erste Anwendung von Quantencomputern mit einem praktischen Quantenvorteil sein werden. BASIQ konzentriert sich dabei auf Materialsimulationen für gatterbasierte Quantencomputer im Anwendungsbereich von Batteriematerialien. Dabei werden feste kristalline Elektroden, z.B. Mischoxide, flüssige Elektrolyte, z.B. Wasser und die Elektrodengrenzfläche, z.B. Metalloberflächen simuliert. Damit werden alle entscheidenden Materialkomponenten für die Simulation einer Batteriezelle betrachtet.

Darüber hinaus werden partielle Differentialgleichungen (PDE) untersucht, die das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten in einer elektrochemischen Zelle, vor allem Elektroden und Elektrolyt simulieren.

Partielle Differentialgleichungen beinhalten ein Verständnis der Prinzipien elektrischer, mechanischer und chemischer Prozesse in der Batteriezelle. Die numerische Lösung von PDEs erfolgt zurzeit mit klassischen Computern, die jedoch bei der Simulation von hochaufgelösten heterogenen Strukturen wie poröse Elektroden keine ausreichenden Ergebnisse erzielen kommen.

Somit sollen in BASIQ Algorithmen erforscht und erprobt werden, die die partiellen Differentialgleichungen (PDE) für Batteriezellen auf Quantencomputern lösen. Ansätze sind hier neben der klassischen Optimierung des Variationsansatzes auch weitere Verfahren wie das Harrow-Hassidim-Lloyd Verfahren.

Weitere Details entnehmen Sie bitte den Vergabeunterlagen Anlage 01 Projektbeschreibung.

Aufteilung des Auftrags in Lose: nein

Wert ohne MwSt.: 0.01 EUR

NUTS-Code: DE Deutschland

Ziel: Simulation von Batteriematerialien auf atomistischer Ebene mit Quantencomputern

Liefergegenstand: Quantenchemie-Algorithmus und Softwaretool gemäß nachfolgender Spezifikation

Konkret geht es bei dieser Industriebeteiligung um die Quantensimulationen von relevanten Materialien zur elektrochemischen Energiespeicherung und -wandlung. Zielsetzung in diesem Kontext ist die Entwicklung von Algorithmen für quantenchemische Berechnungen mit Bezug zu Festkörpern, einzelnen Molekülen und deren Wechselwirkung sowie Molekülen auf Festkörpern, Implementierungen der Algorithmen in einer Software, inklusive Schnittstellen zwischen Algorithmen und Quantenhardware. Bei Letzterer handelt es sich im Wesentlichen um prototypische Systeme auf Basis der Ionenfallen-Technologie, photonischer Schaltkreise, Neutralatome und auf Basis von NV-Zentren in Diamanten.

Anforderungen

• Algorithmen sollen basieren auf hybriden, also klassischen und Quanten-Algorithmen, diese sollen weiterentwickelt werden, dennoch soll die mögliche Wiederverwendung aller Algorithmen in der Post-NISQ-Ära mitgedacht werden

• Einbetten in quantenmechanische Rechnungen auf klassischen Computern (z.B. DFT)

• Entwicklung einer Software/eines Algorithmus zur automatisierten Identifizierung von active spaces in Molekülen

• Anpassung und Test der digitalen Quantensimulation auf perspektivisch verfügbare Hardware der DLR-QC-Initiative

Nachfolgende Leistungen sind zu erbringen

Algorithmen-Entwicklung Quantenchemie unter Nutzung von Rauschen

• Entwicklung von Algorithmen zur Simulation von Batteriematerialien. Das Materialsystem soll übersetzt werden in ein offenes Quantensystem. Dessen stationäre und dynamische Eigenschaften sollen berechnet werden mit dem zu entwickelnden Quantenalgorithmus. Das Rauschen des Quantencomputers soll dabei als Teil des Algorithmus die schwach korrelierte Umgebung des aktiven Zentrums darstellen.

•Abbildung eines relevanten Festkörpers, z.B. Übergangsmetallelektrode, sowie Grenzflächeneffekten auf einem Quantencomputer, bessere Skalierbarkeit als klassischer Dichtefunktionaltheorie-Algorithmus bei gleicher Genauigkeit bei 99,5%Qubit-Fidelity für Two-Qubit Gates (bis 09/24)

•Untersuchung der Anpassung auf Grenzflächenprozesse (09/25)

•Qualitativ einzigartige Abbildung eines Festkörpers, z.B. Übergangsmetallelektrode, auf einen 40-Qubit Quantencomputer mit 99,5 % Qubit-Fidelity für Two-Qubit Gates, qualitativ einzigartig bedeutet hier, dass das Problem mit klassischen DFT-Algorithmen nicht mit der gleichen Genauigkeit lösbar ist (bis 09/26).

Weitere Details entnehmen Sie bitte den Vergabeunterlagen Anlage 02 Leistungsbeschreibung.

Qualitätskriterium - Name: Wertung Erfahrung / Gewichtung: 10 %

Qualitätskriterium - Name: Wertung Publikationen / Gewichtung: 5 %

Qualitätskriterium - Name: Wertung Industriekooperationen / Gewichtung: 10 %

Qualitätskriterium - Name: Wertung Drittmittelprojekte / Gewichtung: 10 %

Qualitätskriterium - Name: Wertung Kurzkonzept / Gewichtung: 15 %

Qualitätskriterium - Name: Nachhaltigkeit im Unternehmen / Gewichtung: 10 %

Preis - Gewichtung: 40 %

Optionen: nein

Der Auftrag steht in Verbindung mit einem Vorhaben und/oder Programm, das aus Mitteln der EU finanziert wird: nein

Im Vergabeverfahren und während der gesamten Vertragslaufzeit sind gesetzliche Anforderungen des Exportkontrollrechts einzuhalten.

Offenes Verfahren

Der Auftrag fällt unter das Beschaffungsübereinkommen: nein

Bekanntmachungsnummer im ABl.: 2023/S 052-152228

Auftrags-Nr.: 67328996

Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Bereich Softwareentwicklung Quantencomputing

Ein Auftrag/Los wurde vergeben: ja

29/06/2023

Anzahl der eingegangenen Angebote: 1

Anzahl der eingegangenen Angebote von KMU: 1

Anzahl der eingegangenen Angebote von Bietern aus anderen EU-Mitgliedstaaten: 0

Anzahl der eingegangenen Angebote von Bietern aus Nicht-EU-Mitgliedstaaten: 0

Anzahl der elektronisch eingegangenen Angebote: 1

Der Auftrag wurde an einen Zusammenschluss aus Wirtschaftsteilnehmern vergeben: nein

Offizielle Bezeichnung: HQS Quantum Simulations GmbH
Postanschrift: Rintheimer Strasse 23
Ort: Karlsruhe
NUTS-Code: DE Deutschland
Postleitzahl: 76131
Land: Deutschland

Der Auftragnehmer ist ein KMU: ja

Gesamtwert des Auftrags/Loses: 0.01 EUR

Im Vergabeverfahren und während der gesamten Vertragslaufzeit sind die gesetzlichen Anforderungen des Exportkontrollrechts einzuhalten.

Für die Leistungserbringung an Standorten des DLR gelten zusätzlich die jeweiligen Standortbedingungen

Offizielle Bezeichnung: Vergabekammer des Bundes
Postanschrift: Villemombler Straße 76
Ort: Bonn
Postleitzahl: 53123
Land: Deutschland
E-Mail:
Telefon: +49 22894990
Fax: +49 2289499163
Internet-Adresse: http://www.bundeskartellamt.de

07/07/2023