Einmal im Jahr evaluiert die Fachschaft Mathematik, Physik und Informatik der LMU unter den Studierenden, welche Dozierenden und welche TutorInnen sich in der Lehre besonders engagiert haben. Der „Goldene Sommerfeld“ für den Fachbereich Physik wird bereits seit 2017 verliehen. Im Jahr 2022 kommen der „Goldene Carathéodory für den Fachbereich Mathematik und der „Lehrpreis der Informatik“ hinzu. Ziel ist es, herausragende Lehrveranstaltungen und Tutorien zu ehren und sie als gutes Beispiel zu kennzeichnen.

Am Donnerstag, den 12.01.2023 wurde Frau Prof. Dr. Linnhoff-Popien der „Lehrpreis der Informatik 2022“ für die „Beste Bachelorvorlesung“ verliehen. Fast 10.000 Studierende der Gruppe Aktiver Fachschaften Physik, Mathematik und Informatik aus dem vergangenen Wintersemester 2021/2022 und Sommersemester 2022 haben abgestimmt und waren sich einig: Prof. Dr. Linnhoff-Popiens Vorlesung „Rechnerarchitektur” war besonders herausragend.

Was zeichnet eine gute Lehrveranstaltung aus? Hierzu wurde Prof. Dr. Linnhoff-Popien zu ihrer Lehre im Sommersemester 2022 direkt gefragt und sie berichtet wie folgt:
„Es war der April 2022, eine heftige Zeit bezüglich Corona, und da erwarteten wir 700 bis 800 Studierende aus 16 verschiedenen Studiengängen zur Rechnerarchitektur. Der gebuchte Hörsaal hatte 600 Plätze. Ich hatte damals sowohl Studierende kennengelernt, die sich nach Präsenzverstaltungen sehnten, als auch Studenten, bei denen Familienmitglieder zu Risikogruppen gehörten und die enge Kontakte dringend meiden sollten. Für diese Szenarien haben wir entsprechend ein flexibles Vorlesungskonzept erstellt, dabei waren mir folgende drei Aspekte wichtig:

WO? – Die Frage war, soll die Vorlesung im Hörsaal oder per Videoaufzeichnung stattfinden? Hier entschieden wir uns für ein hybrides Konzept. Einen Teil der Vorlesungen habe in Präsenz gehalten – jede Vorlesung zweimal identisch nacheinander in jeweils einem halbvollen Hörsaal, so dass jeder Studierende die Möglichkeit hatte, einen Platz mit ausreichend Abstand zu finden. Zusätzlich stellten wir alle Vorlesungsinhalte als Video-on-demand zum Abrufen von daheim bereit.

WAS? – Laut Lehrplan werden in der Rechnerarchitektur ausschließlich klassische Rechner und Rechenmethoden behandelt. Zusätzlich zu den klassischen Ansätzen, habe ich als wahlobligatorisches Modul eine Einführung in das Quantencomputing mit aufgenommen. Wer QC lernen wollte, konnte in der Klausur eine Aufgabe dazu lösen. Wer kein Interesse an QC hatte, hat alternativ Assembler als Klausuraufgabe programmiert. Beachtliche 96% der Studierenden haben sich additiv zum klassischen Stoff mit QC befasst.

WIE? – Ich habe großen Wert darauf gelegt die Vorlesung anschaulich und einfach verständlich zu halten. Anknüpfend daran hatte jeder Studierende die Möglichkeit den Vorlesungsstoff zunächst in Tutorien zu vertiefen, in welchen exemplarisch Übungsaufgaben vorgerechnet wurden. Danach konnten sie die gewonnen Kenntnisse unter Beweis stellen, indem sie wöchentliche Übungsblätter rechnen und abgeben um Bonuspunkte zu erhalten. Unser Team von 11 Übungsleitungen korrigierte im Schnitt 1.800 Übungsabgaben pro Woche. Hunderte von Klausuren wurden innerhalb von 48 Stunden nachdem sie geschrieben wurden korrigiert. Mein großer Dank gilt dem unglaublichen Team der drei Assistenten und Übungsleitungen, die mit ganz viel Engagement jeden Studierenden individuell betreut und jede aufkommende Frage einzeln beantwortet haben.“

In der Urkunde zum Preis wird die Vorlesung wie folgt gewürdigt:
„Beste Bachelorvorlesung – Rechnerarchitektur (Sommersemester 2022) – Prof. Linnhoff-Popien – Bei der Evaluation zeichnete sich die beste Bachelorveranstaltung durch ihre leidenschaftliche und sympathische Vermittlung komplexer Themen aus. Die Vorlesung wurde als gut strukturiert und übersichtlich gelobt. Manche Studierende bezeichneten die Vorlesung als die beste ihres Lebens.

Link:
https://gaf.fs.lmu.de/lehrpreise/lehrpreisinfo

Die Freude der Preisträger am vergangenen Donnerstag war sehr groß und die Stimmung ausgelassen. Wir können gespannt sein, welche Vorlesungen im nächsten Jahr von der Fachschaft Mathematik, Physik und Informatik der LMU nominiert werden.

Am 16. November fand die DIGICON zum 7. Mal infolge statt. Das große Digitalisierungsevent stand in diesem Jahr im Zeichen des Kernthemas

„Künstliche Intelligenz in Wirtschaft und Gesellschaft: Wie erreichen wir Fairness, Trust & Data Excellence?“.

Die DIGICON ist das Jahresevent des Digitale Stadt München e.V. und eine bedeutende Konferenz zu Digitalisierungsthemen in der Metropolregion München. Sie bringt seit sieben Jahren  renommierte Experten und Top-Entscheider aus Industrie, Politik und Forschung in München zusammen, um sich über digitale Zukunftschancen auszutauschen. In den letzten Jahren standen u.a. die Themen Quantencomputing, Machine Learning, Autonomes Fahren und Digitale Kompetenzen im Fokus. Die DIGICON soll Unternehmen die Möglichkeit bieten, sich über Digitalisierungsthemen auszutauschen und voneinander zu lernen.

Dieses Jahr fand die DIGICON wieder vor Ort in München statt. Namhafte Entscheider und Experten aus der Digitalisierungsbranche über Fairness, Trust und Data Excellence von künstlicher Intelligenz nahmen teil, über 20 Speaker erläuterten in ihren Vorträgen den Stand der Entwicklungen in ihren Unternehmen und Konzernen, sprachen über die neueste Forschungsergebnisse und diskutierten rege über Praxisbeispiele und Zukunftschancen.

Ausklang fand das Event bei einem abendlichen Networking, Essen und Musik in der Villa Flora. Die Gäste zeigten sich begeistert von der Möglichkeit, sich über wichtige Digitalisierungsthemen endlich wieder live austauschen und ihr Wissen oder Projekte vernetzen zu können.

https://digitaleweltmagazin.de/digicon/rueckblick/

Am 20. und 21. September 2022 kamen die führenden Köpfe des Quantencomputings in Deutschland zu einem von QuCUN initiierten Netzwerktreffen mit anderen Projekten aus Fördermaßnahmen des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) in München zusammen.

Der Teilnehmerkreis waren Projektpartner aus den beiden Fördermaßnahmen „Anwendungsnetzwerk für das Quantencomputing“ und aus „Quanteninformatik: Algorithmen, Software, Anwendungen“ .

An beiden Tagen fanden Vorträge zum Thema Quantencomputing aus den verschiedenen Projekten statt.

Im Anschluss an die Vorträge stellen die über 50 Projektpartner in  Postersessions die 60 zugehörige Teilvorhaben vor. An den Postern gab es rege Gespräche über Inhalte und Fortschritte der jeweiligen Projekte.

Darüberhinaus gab es am ersten Veranstaltungstag einen Networking-Abend, um den eingeladenen Projektpartnern sowie Vertretern des Projektträgers VDI die Möglichkeit zur persönlichen Vernetzung zu geben. Bis in die späten Abendstunden tauschten sich die Industrievertreter, Forscher und Vertreter von VDI und des BMBF bei guter Stimmung über ihre Arbeiten und Ziele aus.

Einige Impressionen von der Veranstaltung:

Informationen zu QuCUN (Quantum Computing User Network) unter www.qucun.de.

„Wenn der Quantenvorteil erreicht ist, wird die Technologie den Markt disruptiv verändern“, kommentiert Claudia Linnhoff-Popien, Leiterin des QAR-Labs an der LMU München, in einem Interview. Nicht nur in der Materialforschung und Logistik, sondern auch in der Medizintechnik und beim Trainieren neuronaler Netze wären damit völlig neue Ansätze möglich.

„Demnach muss sich die deutsche Wirtschaft auf das Zeitalter des Quantum Computings vorbereiten“ so Claudia Linnhoff Popien.
Dafür wurde das Projekt QuCUN begründet: Die Ludwig-Maximilians-Universität München entwickelt in Zusammenarbeit mit ihrer Ausgründung Aqarios sowie mit BASF und SAP eine Plattform, die zu einer zentralen Anlaufstelle für Firmen werden soll, die sich mit Quantencomputern beschäftigen.

Lesen Sie mehr über Quantentechnologie in Deutschland im Handelsblatt-Artikel:
www.handelsblatt.com/quantentechnolgie

Erfahren Sie mehr zum Projekt QuCUN unter: www.qucun.de

(24.05. 2022)

München, 24. Mai 2022 – Quantencomputing verspricht Leistungssprünge in Industrie und Wirtschaft. Doch der Zugang zu dieser Schlüsseltechnologie der Zukunft ist für viele Unternehmen eine Herausforderung. Diese Hürde will das Quantum Computing User Network (QuCUN) überwinden: Das QAR-Lab der LMU München und dessen Spin-Off Aqarios entwickeln in Kooperation mit SAP eine Anwenderplattform, die von BASF erprobt wird. Unternehmen jeder Größe können danach diese Plattform nutzen und so schnell und einfach einen Einstieg in die Welt des Quantencomputing finden.

In wenigen Jahren wird es den sogenannten Quantenvorteil geben. Mit Quantencomputern können dann Aufgaben um mehrere Größenordnungen schneller als mit klassischen Rechnern gelöst werden. Der wichtigste Vorteil wird aber sein, dass erheblich komplexere Fragestellungen beantwortet werden können. Dann gilt es, diesen Innovationssprung von der Technik in einen wirtschaftlichen Wettbewerbsvorteil zu überführen. Hierzu sind verschiedene Hürden zu überwinden. Alles, was in den vergangenen Jahrzehnten für klassische Computer entstanden ist, wird für die Quantenwelt entwickelt werden müssen. Nach der Hardware braucht es ein Ökosystem für Entwickler und Anwender, um Lösungen schnell und einfach umsetzen zu können.

Das Quantum Computing User Network (kurz: QuCUN) soll dieses Ökosystem schaffen. Es soll ein Netzwerk für Anwender des Quantencomputing entstehen, das es Unternehmen jeder Größe erlaubt, erste Erfahrungen in diesem Bereich zu sammeln, ohne selbst umfassend in entsprechende Ressourcen zu investieren. Dafür haben sich das QAR-Lab der Ludwig-Maximilians-Universität München, Aqarios, SAP und BASF in einem Konsortium zusammengeschlossen.

Das Vorhaben war zuvor vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) öffentlich ausgeschrieben worden. Die vier Partner erhielten den Zuschlag. Mit der Unterzeichnung des Konsortialvertrags am 17. Mai 2022 fiel der Startschuss für dieses deutschlandweit einzigartige Verbundprojekt mit einem Volumen von 14 Millionen Euro für die ersten fünf Jahre.

Mehr unter: www.qucun.de

(April 2022) Welche Vorteile bietet das Quantencomputing? Wo stehen wir heute und welche Chancen und Herausforderungen ergeben sich dadurch? In welchen Bereichen der Wirtschaft oder der Industrie wird diese zukunftsweisende Technologie neue Perspektiven eröffnen?
Das Whitepaper „Quantencomputing in Bayern – Wege von der Forschung in die Anwendung“ gibt einen Überblick über den Status quo. Es will ein Bewusstsein für die Bandbreite der Einsatzmöglichkeiten von Quantencomputing wecken und potenzielle Quanten-User informieren, welche Chancen der Bereich Quantentechnologie für sie eröffnet – ob in mittelständischen Unternehmen oder Konzernen.

Wieder ein Tag voller Termine. Und natürlich wollen Sie pünktlich sein. Doch der Berufsverkehr lässt den Morgen wie immer mit einer Zerreißprobe für die Nerven beginnen: Nach dem Prinzip „Stop and Go“ quälen Sie sich mit Ihrem Fahrzeug von Ampel zu Ampel. Vorbei an Baustellen, Spurverengungen und überlasteten Kreuzungen. Sie fragen sich, ob man den Verkehrsfluss durch die Stadt nicht geschickter regeln könnte – erkennen aber auch, dass Verkehrsplaner angesichts der Komplexität urbaner Straßennetze vor einer schier übermenschlichen Herausforderung stehen. Gibt es trotzdem eine Lösung? Ja, in naher Zukunft. Quantencomputing macht’s möglich …

Quantencomputing (QC) ist heute überall im Gespräch, wo es um besonders leistungsstarke Rechner geht – erst recht, seit der bayerische Ministerpräsident Markus Söder die Technologie als „Warp-Antrieb für die Forschung der Zukunft“ bezeichnet [1] und die Bayerische Staatsregierung in der Hightech Agenda Plus ein insgesamt 300 Millionen Euro schweres Förderprogramm für die QuantenTech Vision Bayern bereitgestellt hat [2]. Doch bis heute haben viele Menschen noch sehr diffuse Vorstellungen über die Funktionsweise und möglichen Anwendungsbereiche von Quanten-Computern – und das auch in Wirtschaft und Industrie, obwohl die neue Technologie unsere Welt mittelfristig ähnlich revolutionieren kann wie Konrad Zuses „Z1“ und der heute allgegenwärtige Personal Computer.

(10.02.2022/München) Das Quantum Application & Research Lab (QAR-Lab) am Institut für Informatik der LMU bringt Quantencomputing weiter in die Anwendung und hat neue Erkenntnisse vorgestellt. Im November 2021 war die zweiten Challenge „Quantum Computing Optimization“ gestartet, am 10. Februar 2022 präsentierten 24 Studierende der Informatik den Industriepartnern die Resultate. Die Leiterin des QAR-Lab, Prof. Dr. Claudia Linnhoff-Popien freute sich über die Erkenntnisse aus dem mehrmonatigen Praxis-Projekt der LMU mit den Partnern E.ON, Bayer und Evonik Industries. Die Studierenden hatten je einen Anwendungsfall der Unternehmen auf drei Quantencomputern sowie einem quanteninspirierten Rechner ausgeführt. 43 Personen nahmen an der virtuellen Abschlusspräsentation teil, die Ergebnisse werden teilweise noch vertraulich behandelt.

  Prof. Dr. Claudia Linnhoff-Popien bedankte sich bei den Studierenden für ihre Arbeiten und bei den Wirtschaftspartnern für die intensive Beteiligung. Das im Jahr 2016 gegründete QAR-Lab verfolge das Ziel, Quantencomputing einem breiten Nutzerkreis in Forschung und Wirtschaft zugänglich zu machen. Diesem Ziel komme man ein großes Stück näher.

Die Unternehmen E.ON, Bayer und Evonik Industries hatten für die „Optimization Challenge“ Anwendungsfälle aus der Praxis – sogenannte Use Cases – zur Verfügung gestellt. Die Studierenden der Informatik sollten dazu die verschiedenen Optimierungsszenarien auf drei verschiedenen Quantencomputern und einem quanteninspirierten Rechner ausführen. Ziel war es, die Use Cases auf den vier Rechnern zu programmieren um im Vergleich herauszufinden, welche Hardware für die jeweilige Problemstellung das optimalste Ergebnis liefert.

Der Anwendungsfall von E.ON beinhaltete die Optimierung der Personalplanung im Call Center. Die Problemstellung von Evonik war ein „General Purpose Optimizer“ und der Use Case von Bayer behandelte die Optimierung einer Supply Chain.

Der QAR-Lab Wissenschaftler Jonas Stein, Organisator der Veranstaltung, erläuterte zu Beginn das Quantenmechanische Modell und die aktuell existierende Quanten Hardware. Im Endeffekt gehe es um die Frage: Wie schafft man es, in den Grundzustand eines physikalischen Systems zu kommen, denn dieser codiere die Lösung des Optimierungsproblems.

Im Hauptteil des Abends präsentierten die drei Studierenden-Teams jeweils ihre vier Ergebnisse.

• Use Case des Energiekonzerns E.ON: Hier wurde eine reine kombinatorische Optimierung durchgeführt. Aufgabenstellung war die Optimierung der Personalplanung im Call-Center. Hier lieferten die Testläufe gute Ergebnisse, das industrielle Problem war insgesamt gut geeignet für Quantenansätze. Es wurde ein Programm mit grafischer Benutzeroberfläche entwickelt, um den niederschwelligen Einsatz von Quantencomputing in der Praxis zu ermöglichen.

• Im Use Case des Unternehmens Evonik Industries waren vielversprechende Lösungen bis zu einer gewissen Genauigkeit machbar.

Fazit: Allmählich größere Probleme lösbar

im Vergleich zur ersten Challenge im Sommer 2021 waren dank neuer Hardware nun größere Probleme lösbar. Allerdings hat sich der Zugriff auf die Hardware softwareseitig weiterhin schwierig oder fehleranfällig gestaltet. Das Annealing Model lieferte weiterhin besser Ergebnisse als das Gate Model, teilweise funktionierte hier die Codierung bei Fujitsu, teils bei dem Rechner von D-Wave besser.

Als Ergebnis steht eine Proof-of-Concept Hardwareimplementierung für Kombinatorische und Kontinuierliche Optimierungsprobleme mit den neuen Erkenntnissen zur optimierten Problemformulierung.

Abschließend bedankten sich die Industrievertreter bei den Veranstaltern und Studierenden für den wochenlangen Einsatz in der „Quantum Computing Optimization Challenge“. Es stecke viel Zeit und Geld in den sogenannten Learnings, das Engagement der Universität schätze man sehr.

Dr. Ulf Hengstmann, Digital Transformation Lead R&D bei Bayer äußerte sich positiv über die ersten Ergebnisse. Man sei sich bewusst, dass die Systeme in diesen frühen Zeiten der Technologieentwicklung zwar noch fehleranfällig seien. Sie lieferten trotzdem bereits erste wichtige Erkenntnisse. Es sei eine spannende Entwicklung.

Der Informatik-Student Jonas Blenninger zeigte sich begeistert von der dreimonatigen Programmierarbeit: „Die Programmierung der Quantencomputer für einen echten Anwendungsfall aus der Industrie fand ich herausfordernd und sehr motivierend. Das Praktikum hat unglaublich viel Spaß gemacht und ich habe in diesen Monaten extrem viel gelernt.“

Der Informatik-Student Lennart Rietdorf war ebenfalls von der praxisnahen Anwendung begeistert, die vom Informatik Lehrstuhl für Mobile und Verteilte Systeme angeboten wurde: „Das Quanten-Computing-Praktikum war sehr lehrreich und interessant. Da es in Gruppenarbeit stattfindet, können sich die Team-Mitglieder gegenseitig in ihren Stärken ergänzen. Klasse war auch das fast immer verfügbare, sehr motivierte Dozenten-Team des QAR-Lab sowie die äußerst schnelle Notenbekanntgabe direkt nach dem Abschlussvortrag.“

Lehrstuhl-Doktorand Jonas Stein, der die Challenge betreute, fasste abschließend zusammen: „Für die Use Cases aus den Bereichen Produktion, Service und Produktentwicklung konnten die Studierenden erfolgreich innovative Quantencomputing-Lösungsansätze entwickeln und auf echter Quantenhardware testen. Insbesondere konnte dabei ein Proof of Concept für die Lösung von kontinuierlichen (statt der sonst üblichen kombinatorischen) Optimierungsprobleme durch Quantencomputing gezeigt werden. Auch mir hat es viel Spaß gemacht.“

Die Challenge des QAR-Labs dient der Förderung des Wissenschaft-Praxis-Transfers. Die Ergebnisse werden im Jahr 2022 in wissenschaftlichen Veröffentlichungen aufbereitet.

(15.12.2021/München) Bei dem heutigen Netzwerktreffen mit dem Themengebiet „Quantencomputing in der Praxis: branchenspezifische Use Cases“ waren Dr. Sigrid Auweter von der Smart Reporting GmbH und Leo Sünkel aus dem QAR-Lab bei Bayern Innovativ zu Gast. Der Einsatz von KI und Quantencomputing eröffnet neue Möglichkeiten in den unterschiedlichsten Anwendungsgebieten – so auch im medizinischen Bereich. Die Smart Reporting GmbH hat es sich zum Ziel gesetzt, radiologische Diagnoseverfahrungen und deren Berichterstattung zu optimieren. Hierfür arbeiten im Rahmen des Projekts PlanQK die Smart Reporting GmbH, gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut und dem QAR-Lab der LMU München an dem Use Case „QKI-gestützte Diagnose von COVID-19 in Radiologieaufnahmen“. Die Grundidee ist der Einsatz von Quantencomputing zur Analyse von radiologischen Befunddaten und Aufnahmen der Lunge sowie der umliegenden Organe in Bezug auf die Diagnose von Covid-19.  

Ziel dieses Anwendungsfalls ist die automatische Klassifizierung der Lungen-CT-Bilder in drei Kategorien: Gesund, COVID 19-Pneumonie sowie sonstiger Befund. Zusätzlich wird der Schweregrad bei COVID 19-Pneumonie bestimmt, d.h. wie stark die Lunge von COVID19 angegriffen wurde. Daraus soll im Anschluss die beste Behandlungsmöglichkeit für den Patienten abgeleitet werden. Mit Hilfe von Quantum Machine Learning soll das gesamte Verfahren optimiert werden.

Am 15. Dezember 2021 veranstaltete das QAR-Lab der LMU einen „Kaminnachmittag“ für Studierende, die sich für den Bereich Quantencomputing interessieren. Das QAR-Lab des Lehrstuhls für Mobile und Verteilte Systeme der LMU unter Leitung von Prof. Dr. Claudia Linnhoff-Popien bot 11 Themen an, zu denen Studierende Forschungsarbeiten leisten können. Nach tiefgehenden Untersuchungen sollen die Ergebnisse in wissenschaftlichen Veröffentlichungen zusammengefasst werden.

Jonas Stein, Doktorand und wissenschaftlicher Mitarbeiter im QAR-Lab moderierte die einstündige virtuelle Veranstaltung mit 34 Teilnehmern und erläuterte die Teilnahmemöglichkeiten für Interessierte. Er freute sich, dass das QAR-Lab interessierten Informatik-Studierenden neue Möglichkeiten für Forschungsarbeiten im Bereich Quantencomputing anbieten könne.
Insgesamt wurden 11 Themengebiete vorgestellt, die die Studierenden untersuchen können.

Den Auftakt machte Dr. Sebastian Feld, Ass. Professor am Quantum & Computer Engineering Department der TU Delft (NL), der im Jahr 2018 am Lehrstuhl für Mobile und Verteilte Systeme der LMU promoviert und das QAR-Lab mitbegründet hatte. Er erläuterte den Studierenden seine sechs Themen. Diese sollen tiefer erforscht und mathematisch beschrieben werden, z.B. Alternative Routen zum kürzesten Weg, Currency Arbitrage, Qubit Mapping Problem oder die Optimierung von Flugzeug Beladungen.

Daniel Ratke, CTO der AQARIOS GmbH, einer neuen Ausgründung des QAR-Labs, stellte kurz das Spin-off vor und freute sich, die Studierenden bei den Rechercheaufgaben zu betreuen. Er stellte drei Fälle vor, die zu untersuchen und auf verschiedenen Rechner zu erproben seien. Angeboten wurden zwei praktische Fälle sowie ein theoretisches Thema, das in einem Survey Paper zusammengefasst werden soll.

Jonas Stein stellt zwei Themen aus dem QAR-Lab vor, bei denen bereits erste Erprobungen an verschiedenen Quantencomputern durchgeführt worden seien. Deren Optimierungsprobleme sollen nun weiterführend untersucht werden. Stein erläuterte die Aufgabenstellungen und fasste die elf Themen für die Studierenden abschließend zusammen Die Studierenden der Informatik wurden gebeten, sich für ein jeweils geeignetes Thema bei den drei Betreuern zu melden, um zum Jahresbeginn die Arbeitsschritte festzulegen.

Die Veröffentlichungen der Ergebnisse sind als sog. Wissenschaftliche „Paper“ zum Sommersemester 2022 geplant.