Informatiker/in, Mathematiker/in, Physiker/in o. ä. (w/m/d) - Forschung zu Quantencomputer-Anwendungen in der Flugphysik

Location

Dresden | Germany

Job description

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Wissenschaftliche Tätigkeit / Projektarbeit

Forschung zu Quantencomputer-Anwendungen in der Flugphysik

Darstellung des Qubit-Konzepts. Credit: © Jackie Niam – stock.adobe.com

Beginn

ab sofort

Dauer

3 Jahre

Vergütung

Entgeltgruppe 13 TVöD

Beschäftigungsgrad

Vollzeit (Teilzeit möglich)

Das Institut für Softwaremethoden zur Produkt-Virtualisierung in Dresden beschäftigt sich mit der Entwicklung softwaretechnischer Grundlagen zur Realisierung des virtuellen Produkts in der Luftfahrt auf Basis von hochgenauen mathematisch-numerischen Beschreibungen. Dabei spielt die effiziente Nutzung von Hochleistungsrechnern (High Performance Computing) eine wesentliche Rolle. Als DLR HPC-Kompetenzzentrum wird intensiv geforscht, um mit numerischen Simulationsverfahren aktuelle und zukünftige Hochleistungsrechner effizient zu nutzen. Dafür werden auch neue Trends und Technologien verfolgt und beurteilt. Derzeit wird das Potenzial der Quantentechnologien als enorm groß angesehen. Deshalb werden die Forschungsaktivitäten in diesen Bereich verstärkt mit dem Ziel den Transfer der Technologie in die Anwendung voran zu treiben. 

Ihre Aufgabe umfasst die wissenschaftliche Forschung und Entwicklung von Algorithmen und Methoden im Bereich Quantencomputing. Das Ziel ist in konkreten Einsatzfeldern aus der Flugphysik die Verwendung von Quantencomputern für Teile der Berechnungen zu ermöglichen in dem Einsatzmöglichkeiten für fachspezifisch benötigte Algorithmen erarbeitet werden. Mit einem hybriden Ansatz werden die verbleibenden Teile der Berechnungen mit klassischen HPC Rechnern erfolgen. Die Ergebnisse sollen als Grundlage dienen das Potential von Quantencomputing zur Steigerung der Simulationsfähigkeiten für Anwendungen in der Flugphysik detailliert auszuarbeiten. Im Rahmen dieser Aufgabe ist eine Promotion möglich.

Wesentliche konkrete Arbeitspunkte werden sein:

• intensive Einarbeitung in das Thema der Forschungsaufgabe
• Literaturrecherche im Hinblick auf Anwendungen von Quantencomputing in der Flugphysik und Potentialanalyse für vielversprechende Ansätze 
• Erweiterung der wissenschaftlichen Erkenntnisse im Bereich der Aufgabe durch Identifikation und Durchführung notwendiger Untersuchungen zur Nutzbarkeit ausgewählter Ansätze
• Nutzung der in den vorhergehenden Arbeiten aufgebauten Expertise zur Konzeption, Entwicklung von hybriden (klassische-quantum) Algorithmen, ein möglicher Ansatz kann quantenmaschinelles Lernen sein (diese Entwicklung muss auf Softwaremodulen der Hersteller von Quantencomputern aufbauen, dabei ist zu erwarten das einige Module weiterentwickelt oder gänzlich neu konzeptioniert werden müssen für spezielle Anforderungen der Forschungsaufgabe)
• ausführliches Testen der entwickelten Software zur Bewertung der Ergebnisse bezüglich Korrektheit und Genauigkeit der Ergebnisse und der benötigten Rechenzeiten
• Bewertung des Potentials der entwickelten hybriden Lösungen aufgrund der erzielten Ergebnisse mit den dann zur Verfügung stehenden Quantencomputern und dem Ausblick welche Beschleunigung mit der nächsten Generation von der Hardware zu erwarten ist 
• Durchführung der Arbeiten im Rahmen dedizierter Projekte in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern 
• Erstellung von Dokumentation der Entwicklungen und der erreichten Ergebnisse 
• Veröffentlichung der Ergebnisse auf wissenschaftlichen Tagungen und in renommierten Zeitschriften

• Voraussetzung für die Einstellung beim DLR ist die Sicherheitsüberprüfbarkeit nach dem Sicherheitsüberprüfungsgesetz (SÜG) sowie die Bereitschaft für eine Sicherheitsüberprüfung nach §8 ff SÜG.
• abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Master/univ. Diplom) der Informatik, Mathematik, Physik oder geeigneter Ingenieurwissenschaften (z. B. aus der Fachrichtung Luft- und Raumfahrttechnik) oder andere für die Tätigkeit relevanten Studiengänge
• gute Grundkenntnisse im Bereich Quantencomputing bzw. Quantenalgorithmik (z. B. durch Teilnahme an dedizierten Seminaren oder Vorlesungen)
• Erfahrungen mit variationellen Quantenalgorithmen
• gute Programmierkenntnisse in C++ und Python
• Fähigkeit zur Teamarbeit und zur eigenständigen, termingebundenen Erledigung von Aufgaben
• gute Kenntnisse der englischen Sprache in Wort und Schrift
• idealerweise Kenntnisse zur Lösung von Differentialgleichungen

Freuen Sie sich auf einen Arbeitgeber, der Ihr Engagement zu schätzen weiß und Ihre Entwicklung durch vielfältige Qualifizierungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten fördert. Unser einzigartiges Arbeitsumfeld bietet Ihnen Gestaltungsfreiräume und eine unvergleichbare Infrastruktur, in der Sie Ihre Mission verwirklichen können. Vereinbarkeit von Privatleben, Familie und Beruf sowie Chancengleichheit von Personen aller Geschlechter (w/m/d) sind wichtiger Bestandteil unserer Personalpolitik. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

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