QI-TraSiCo

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 Quantencomputing-Initiative des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) 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 Projekt „Quantum-Inspired Traffic Signal Control“ (QI-TraSiCo) ist eines der Projekte aus der Quantencomputing-Initiative und wird geleitet vom DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik. Die Verkehrsmengen auf unseren Straßen nehmen stetig zu, verbunden mit immer mehr Staus, Wartezeiten und Umweltbelastungen. Da ein Ausbau der Straßeninfrastruktur zur Problemlösung nicht zielführend ist, kommt vor allem eine Optimierung der Verkehrssteuerung in Betracht. Gerade die Steuerung von Lichtsignalanlagen (kurz: LSA, ugs.: Ampeln) hat einen entscheidenden Einfluss auf die Verkehrsqualität. Die Herausforderung liegt dabei in der Live-Optimierung ganzer Straßennetzwerke mit einer Vielzahl von Lichtsignalanlagen. Optimierungsansätze für netzweite Steuerungen sind bekannt, waren bisher aber meist nicht mit hinreichender Qualität in Echtzeit ausführbar. Der Grund dafür liegt in der bislang beschränkten Rechenleistung verfügbarer Verkehrsrechner. Die zukünftige Anwendung des Quantencomputings bietet hier ganz neue Möglichkeiten. So lässt sich eine große Anzahl verschiedener Schaltvarianten für jede Lichtsignalanlage innerhalb eines Lösungsraums in Echtzeit berechnen und prüfen. Das Optimum kann so ermittelt und an den Lichtsignalanlagen live geschaltet werden. Die Anwendung des Quantencomputings für die Optimierung der Verkehrssteuerung ist dabei bislang nicht in der Praxis erprobt. Die heutige Verkehrsinfrastruktur ist bisher nicht kompatibel mit innovativen Hard- und Softwarelösungen des Quantencomputings. An dieser Stelle soll das Projekt QI-TraSiCo ansetzen. In einer prototypischen Umsetzung soll quanteninspirierte Rechentechnik mit realen Lichtsignalanlagen in einem Testfeld gekoppelt werden und eine Echtzeitsteuerung vornehmen. Ziel ist es, die technische Machbarkeit und die bereits heute vorhandene, praktische Nutzbarkeit des Quantencomputings für Anwendungen im Bereich der Verkehrsoptimierung zu demonstrieren. Das Quantencomputing rückt damit in den Fokus von Kommunen und Infrastrukturbetreibern, mit der Option des Einsatzes für die Lösung zukünftiger Mobilitätsoptimierungs- und -automatisierungsaufgaben. Das DLR ist dabei Gestalter, Mittler und Wegbereiter für diese erste, praxiserprobte Anwendung. Die hier ausgeschriebene Industriebeteiligung am Projekt QI-TraSiCo setzt sich aus zwei Bestandteilen zusammen. Der erste Teil ist die direkte Mitarbeit am Projekt, der zweite Teil die Einbindung über einen Technologietransfer. Im Rahmen der Projektmitarbeit wird gefordert, dass der Auftragnehmer in das Projekt QI-TraSiCo eine quanteninspirierte Systemlösung für die Steuerung von Lichtsignalanlagen (LSA) einbringt und damit den Bereich des Quantencomputings abdeckt. Weitergehende Informationen sind der den Vergabeunterlagen beigefügten Leistungsbeschreibung zu entnehmen.