VINCI Energies, QuantumBasel und D-Wave haben ein Kooperationsprojekt ins Leben gerufen, das die Leistungsfähigkeit des Quantenrechners zur optimierten Auslegung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystemen (HLK) für komplexe Gebäude nutzt.
Um angenehme, gesunde Umgebungsbedingungen in einem Gebäude sicherzustellen, muss das HLK-System (Heizung, Klima, Lüftung) so konzipiert sein, dass jeder Raum in geeigneter Weise belüftet wird, und das zu möglichst geringen Kosten. Dafür müssen zahlreiche Faktoren berücksichtigt werden. Wie kann der technologische Fortschritt dazu beitragen?
Um die Planung von HLK-Systemen zu perfektionieren, schloss sich VINCI Energies 2023 mit QuantumBasel, dem Kompetenzzentrum für Quanten- und künstliche Intelligenz im schweizerischen Basel, und D-Wave zusammen, einem kanadischen, auf Quantencomputer spezialisierten Unternehmen. Gemeinsam starteten sie ein Kooperationsprojekt in Form eines Quanten-Proof-of-Concept (qPoC).
„Der Quantenansatz stellt einen Paradigmenwechsel dar“, sagt Julia Himmelsbach, Teamleiterin Advanced Analytics & AI bei Axians ICT Austria. „Das Projekt vereint die Leistungsfähigkeit der Quantenmechanik mit herkömmlicher Technik. Es revolutioniert unseren Rechenansatz und die Herangehensweise an Probleme.”
Bis zu einer Million Variablen
In der ersten Projektphase wurde das komplexe Problem der Planung eines HLK-Netzes in ein „bedingtes Quadrantenmodell“ (MQC) überführt, das mit den Solvern (Software zur Berechnung und Lösung eines Problems nach dessen informatischer Übersetzung) von D-Wave über den hauseigenen Quanten-Cloud-Service Leap potentiell gelöst werden kann.
„VINCI Energies entwickelt sich zum Systemintegrator für Quantentechnologie.”
Hybrid-Solver (mit Quanten- und herkömmlicher Technik) „nutzen gängige Spitzen-Algorithmen und bearbeiten diejenigen Teile des Problems mit dem Quantencomputer, wo dessen Einsatz am sinnvollsten ist“. Sie sind „so programmiert, dass sie umfangreiche Problemstellungen mit bis zu einer Million Variablen verarbeiten können“, unterstreicht Himmelsbach.
Äußerst leistungsfähige Modelle
Diese Hybrid-Solver sind besonders leistungsfähig. Sie errechnen Lösungen mit kürzeren Lüftungskanälen und weniger Bögen, und das in kürzerer Zeit und für eine große Bandbreite an HLK-Systemen. Die Anwendungsmöglichkeiten sind also riesig.
„Nach den ersten Erfolgen haben wir beschlossen, die Leistungsfähigkeit der qPoC-Lösung im Alltag weiter auszuloten und auf andere, ähnliche Anwendungsbereiche auszudehnen“, so Himmelsbach. Die nächsten Projektphasen konzentrieren sich auf technische Fortschritte, die sich in greifbaren betrieblichen Vorteilen niederschlagen können, etwa schnellere Berechnungen und geringerer händischer Planungsaufwand.
„VINCI Energies baut ihr Innovations-Ökosystem ständig weiter aus und entwickelt sich zum Systemintegrator für Quantentechnologie. Im Laufe der Zeit entstehen so konkrete Anwendungen, die dann umgesetzt werden können“, unterstreicht die Axians-Managerin. Dieses Quanten-IT-Projekt ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu einer nachhaltigeren Zukunft, in der sich menschliches Fachwissen mit leistungsfähiger Technik verbindet, um umweltverträgliche, wirtschaftlich tragfähige Lösungen zu entwickeln.
10/07/2024
