Quantencomputer können hochgradig parallel rechnen und sind damit grundsätzlich besonders geeignet, umfangreiche Optimierungsaufgaben z. B. für komplexe Logistikprozesse effizient zu lösen. Die effiziente Programmierung von Quantenrechnern erfordert spezielle, an die Besonderheiten der Quanteninformatik angepasste Werkzeuge. Im Projekt „Quantum Supported Maritime Just-In-Time Navigation“ (QSMN) werden solche Werkzeuge entwickelt und in Zusammenarbeit mit Industriepartnern an wirtschaftlich sinnvollen Aufgaben erprobt. Im Laufe des Projektes werden dabei immer komplexere, die steigenden Fähigkeiten der Quantenhardware ausnutzende Anwendungsaufgaben gelöst.

Just-In-Time-Navigation

Als eine ökonomisch und ökologisch interessante Aufgabe für QSMN wurde die Optimierung des Treibstoffverbrauchs von Binnen- und Seeschiffen ausgewählt. Eine solche Optimierung senkt nicht nur die Kosten, sondern reduziert gleichzeitig die Emission von Treibhausgasen. Darüber hinaus können Kosten und Emissionen weiter reduziert werden, indem entlang der Route förderliche Umweltbedingungen wie Wind, Seegang und Strömung genutzt und widrige Bedingungen vermieden werden.

Hieraus ergibt sich die Anwendungsaufgabe für QSMN: für eine gegebene Route wird ein Geschwindigkeitsprofil bestimmt, mit dem das Reiseziel bei minimalem Treibstoffeinsatz genau zur Requested Time of Arrival (RTA) erreicht wird.

Projekt

Das Projekt wird durch die Innovationsförderung Hessen aus Mitteln der Landesoffensive zur Entwicklung wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) gefördert. Es hat insgesamt einen Umfang von etwa 350.000 Euro, von denen etwa 130.000 Euro für die Jade Hochschule vorgesehen sind.