Quantenwissenschaften von Studierenden für Studierende

Quantencomputer, Quantenmechanik, Quantentheorie – Themen wie diese gelten im Studium oft als Endgegner. Zu Unrecht, finden Anietta Weckauff und Afonso Azenha. „Für Bachelorstudierende ist der Einstieg in die Quantenwissenschaft und Quantentechnologien oft schwierig, aber das muss nicht so sein“, sagt Afonso Azenha, Doktorand an der Universität Stuttgart. „Wir wollen einen nahbaren Zugang zu diesem Themenfeld schaffen und zeigen, was es damit eigentlich auf sich hat.“

Derzeit finden Qiskit Fall Feste an Universitäten auf der ganzen Welt statt, die genau dieses Ziel verfolgen. Organisiert werden sie von studentischen Initiativen und unterstützt durch das Softwareunternehmen IBM. Afonso Azenha, Anietta Weckauff und ihre Kommiliton*innen Leon Layer, Meri Ghulyan und Victoria Freiin von Schlotheim haben das Qiskit Fall Fest in diesem Jahr zum ersten Mal an die Universität Stuttgart geholt.

Gemeinsam wollen sie zeigen, warum man sich bereits im Studium an Quantum Computing & Co. herantrauen sollte. „Wir haben es hier mit einem spannenden Forschungsfeld zu tun und da ist gerade ziemlich viel im Gange, sowohl in großen Unternehmen als auch hier an der Uni“, sagt Anietta Weckauff, die Informatik an der Universität Stuttgart studiert. „Mit dem Qiskit Fall Fest wollen wir Studierenden die Welt der Quanten näherbringen, zum Ausprobieren und Vernetzen einladen.“

In Talks und Workshops mit Expert*innen aus der Forschung und Industrie tauchten die Teilnehmenden in spannende Themen ein – von Grundlagen der Quantenphysik über Design und Anwendung von Quantenalgorithmen bis hin zu Quanten-Netzwerken und Karrierewegen im Bereich des Quanten-Computing. David Faller, Geschäftsführer von IBM Germany Research & Development, teilte in seiner Keynote Einblicke in vielversprechende Anwendungsbereiche der Quantentechnologie, den zukünftigen industriellen Einfluss des Quanten-Computings sowie die Rolle von IBM im wachsenden Quanten-Ökosystem. Die Quintessenz: Herkömmliche Computer stoßen bei der Lösung komplexer Probleme zunehmend an ihre Grenzen. Quantentechnologien bieten hier einen vielversprechenden Ansatz, um diese Herausforderungen zu bewältigen, doch es braucht clevere Köpfe, um ihre Entwicklung und Anwendung weiter voranzutreiben.

Die Teilnehmenden versuchten sich direkt als Entwickler*innen und nahmen es in einem Hackathon mit gleich zwei Challenges auf. Auf Basis des Software-Kits „Qiskit“ von IBM simulierten die Teilnehmenden nukleare Magnetresonanz-Spektren (NMR) auf Quantencomputern. Der Fortgeschrittenen-Prompt hierzu wurde von HQS Quantum Simulations bereitgestellt.

Afonso Azenha und sein Teamkollege Leon Layer entwickelten den Beginner-Prompt. Die Aufgabe war es, in Qiskit einen quantenmechanischen Interferometeraufbau zu simulieren, um versteckte Schriftrollen in Schatztruhen zu erkennen, ohne diese zu öffnen. „Es war klasse zu sehen, dass die Teilnehmenden mit Spaß bei der Sache waren, die Probleme erkannten und grandiose Lösungen dafür entwickelten“, freut sich Afonso Azenha.

Das Eventkonzept der Studierenden aus Stuttgart wurde aus über 600 Bewerbungen ausgewählt. Damit sind sie eines von zwei deutschen Teams, die das Qiskit Fall Fest in diesem Jahr nach Deutschland holten. „Das Tolle ist, dass der Auftakt des Qiskit Fall Fests an unserer Uni mit dem internationalen Jahr der Quantenwissenschaft und -technologie zusammenfällt“, so Anietta Weckauff. „Das ist ein perfekter Start für das Qiskit Fall Fest“, ergänzt Afonso Azenha. „Wir hoffen, dass in den folgenden Jahren eine Tradition daraus wird und andere Studierende unsere Arbeit fortführen.“

Unterstützt wurden die Studierenden von der School for Talents der Universität Stuttgart sowie durch Partner aus Forschung und Industrie. Neben IBM Quantum unterstützten das Event: das IQST, Quantum BW, das Fraunhofer IAO, die BOSCH GmbH, HQS Quantum Simulations, die Deep-Tech Start-ups Kipu Quantum und Moth Quantum sowie das Institut für Technische Informatik, das 5. Physikalische Institut und das Institut für Theoretische Physik III.