QCOptSens

Das Projekt „Quantum Computation for Optical Sensor Design“ (QCOptSens) ist eines der Projekte aus der Quantencomputing-Initiative und wird geleitet vom DLR-Institut für Optische Sensorsysteme (DLR-OS). DLR-OS entwickelt seit Jahren erfolgreich Kamerasysteme und Spektrometer für Luft- und Raumfahrt, Sicherheit und Verkehr. Diese hochkomplexen Instrumente enthalten eine Vielzahl von optischen, mechanischen, elektronischen und Software-Komponenten, die detailliert aufeinander abgestimmt und im Betrieb geregelt werden müssen, um eine hohe Datenqualität zu gewährleisten. Diese strikten Anforderungen vor dem Hintergrund immer weiter steigender Dimensionalität in den Sensordaten erfordern langfristig neue Technologien und Berechnungsmethoden im Instrumentendesign. Hier stoßen wir mit verfügbaren Ansätzen an Grenzen, da jedes Instrument hinsichtlich Datenqualität und Randbedingungen bezüglich einer Vielzahl von umgebungsabhängigen Parametern optimiert werden muss. Eine prototypische Fragestellung hierbei ist das Design von beugenden Strukturen. Vorwärtsberechnungen der Lichtausbreitung sind mit heutigen Computern möglich, aber eine genaue inverse Optimierung von Beugungsdesigns ist global-optimal nicht mehr machbar, da eine „gleichzeitige“ Betrachtung vieler lokaler Optima notwendig wäre. Mit der vorliegenden Ausschreibung („Optimierung von beugenden Systemen mit QC“) soll ein Industriepartner gesucht werden, um neue Ansätze für die Verbesserung optischer Instrumente für die Luft- und Raumfahrt zu entwickeln. Dabei geht es um die Optimierung von beugenden Strukturen für die Anwendung und Kalibration optischer Sensorsysteme in der Luft- und Raumfahrt, insbesondere unter Manufacturing-Randbedingungen. Die Kalibration hochauflösender Hyperspektralkamerasysteme erfolgt mit Komponenten, welche Beugungsmuster nach strengen Zielvorgaben erzeugen sollen. Deren effizientes Design unter Herstellungsbedingungen führt zu „harten“ Optimierungsproblemen und es soll untersucht werden, ob diese mit hybridem Quantencomputing global gelöst werden können. Die hier ausgeschriebene Industriebeteiligung am Projekt QCOptSens setzt sich aus zwei Bestandteilen zusammen. Der erste Teil ist die direkte Mitarbeit am Projekt, der zweite Teil die Einbindung über einen Technologietransfer. Weitergehende Informationen sind der den Vergabeunterlagen beigefügten Leistungsbeschreibung zu entnehmen.