Helmholtz Quantum Use Challenge

[Translate to English:] QT-Batt - Quanten Technologien für Batterien

[Translate to English:] QT-Batt untersucht, wie Quantentechnologien bessere und nachhaltigere Batterien für die Zukunft ermöglichen können.

Forschende kombinieren Quantencomputing und Quantensensorik, um die Vorgänge im Inneren von Batterien besser zu verstehen. Quantencomputer simulieren das Verhalten von Batteriematerialien über mehrere Skalen hinweg und helfen so, verbesserte Komponenten wie Festelektrolyte und fortschrittliche Elektroden zu entwickeln.

Gleichzeitig entwickelt das Projekt hochsensitive Quantensensoren, die kleinste Veränderungen von Temperatur und elektromagnetischen Feldern in laufenden Batterien messen können. Diese Sensoren liefern wichtige Einblicke in Funktion, Alterung und mögliche Ausfälle von Batterien.

Durch die Verbindung von Quantenwissenschaft und Energieforschung zielt QT-Batt darauf ab, Werkzeuge für langlebigere, sicherere und effizientere Batterien zu entwickeln – und damit saubere Energietechnologien sowie eine nachhaltige Zukunft zu unterstützen.

[Translate to English:] QuWIRK - Quantenalgorithmen für die Wirkstoffforschung

[Translate to English:] QuWIRK untersucht, wie Quantencomputing die Entwicklung neuer Medikamente unterstützen kann, insbesondere bei der Behandlung von Infektionskrankheiten.

Die Entwicklung neuer Wirkstoffe ist ein komplexer Prozess, der die Analyse großer biologischer Datensätze und das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Molekülen und Proteinen im Körper erfordert. QuWIRK zielt darauf ab, Quantenalgorithmen zu entwickeln, die Forschenden helfen, diese anspruchsvollen Aufgaben effizienter zu bewältigen.

In den frühen Phasen der Wirkstoffforschung konzentriert sich das Projekt auf die Analyse biologischer Daten, etwa den Vergleich von DNA-Sequenzen, die Identifizierung verschiedener Zelltypen und das Erkennen wichtiger Muster in der Genaktivität. Diese Erkenntnisse helfen, Krankheiten besser zu verstehen und vielversprechende Angriffspunkte für Medikamente zu identifizieren.

In späteren Phasen untersucht QuWIRK, wie Quantencomputing dabei helfen kann, potenzielle Wirkstoffmoleküle zu identifizieren und zu optimieren. Dazu gehört die Analyse der Bindung von Molekülen an Proteine sowie die Verbesserung von Kandidaten hinsichtlich ihrer Wirksamkeit.

Das Projekt entwickelt Prototypen, die auf heutigen Quantencomputern laufen können, und erforscht zugleich, wie zukünftige Quantenrechner die Medikamentenentwicklung weiter beschleunigen könnten.

Durch die Verknüpfung von Quantentechnologie und biomedizinischer Forschung will QuWIRK neue Wege für eine schnellere und effizientere Entwicklung lebensrettender Medikamente eröffnen.
 

qFLOW - Quantum-Enhanced Simulations of Complex Fluid Flows - from Droplets to Groundwater

The qFLOW project explores how quantum computing can help address major challenges related to climate resilience, clean energy, and water security.

Many important natural and technological processes involve the movement of fluids, such as groundwater flowing through soil or gas bubbles moving in liquids. These processes are described by complex mathematical models and are extremely difficult to simulate at relevant scales, even with today’s most powerful supercomputers.

qFLOW aims to develop quantum-enhanced simulation methods that can model these complex fluid flows more efficiently. The project focuses on two key areas: groundwater and reservoir systems, which are essential for water management, and multiphase fluid flows, which play an important role in many energy and industrial technologies.

To achieve this, experts in quantum technologies and fluid science work closely together to design new algorithms and tools that are both scientifically accurate and practically useful.

By combining quantum computing with environmental and energy research, qFLOW aims to open new possibilities for better predictions, improved resource management, and more sustainable technologies.