Besuchen Sie unser Projekt 6G NeXt in Halle 15, Stand H06, unser Exponat zu »Hybrid Quantum Software Engineering« in Halle 2, Stand B24, und unseren CampusOS Flagship-Stand in der 5G arena in Halle 15, Stand H13.
Hannover, Deutschland
22. April 2024 - 26. April 2024
Die ersten industriell relevanten Anwendungen des Quantencomputings werden mit hoher Wahrscheinlichkeit hybride Anwendungen sein. Sie kombinieren klassische Software mit der Implementierung von Quantenschaltkreisen. Fraunhofer FOKUS zeigt auf der Hannover Messe 2024 wie hybride Quantensoftware mithilfe eines strukturierten ingenieurwissenschaftlichen Vorgehens entwickelt werden kann.
Besuchen Sie uns auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 2, Stand B24 und erfahren Sie mehr über die Programmierung und den Einsatz von Quantensoftware.
Ein solches Quantum Software Engineering umfasst methodische Ansätze und Vorgehensmodelle für die Erstellung hybrider Anwendungen, Qualitätskriterien für deren Implementierung, die Entwicklung und Nutzung entsprechender Werkzeuge und Laufzeitumgebungen sowie den Betrieb der Anwendungen. Vorteil dieses Vorgehens ist eine höhere Qualität und geringere Fehleranfälligkeit der entwickelten Software. Um die Entwicklung von Quantensoftware für industrielle Anwendungen zu unterstützen, hat Fraunhofer FOKUS ein leistungsfähiges und benutzerfreundliches Werkzeug zur Programmierung von Quantensystemen entwickelt. Mit der High-Level-Programmiersprache Qrisp können Entwicklerinnen und Entwickler effiziente und skalierbare Quantenalgorithmen bereitstellen. Der High-Level-Qrisp-Code lässt sich bis auf die Ebene der Quantenschaltkreise kompilieren und ist damit mit den meisten heutigen physischen Backends, welche Quantenschaltkreise verwenden, vollständig kompatibel.
Anhand eines einfachen »Hello World«-Programms können die Besucherinnen und Besucher einen ersten Einblick in eine Programmiersprache für Quantencomputer gewinnen. Dabei lernen sie Quanteneffekte wie Superpositionen und Verschränkungen kennen. Zusammen mit dem Fraunhofer IAF zeigen wir darüber hinaus ein Qubit auf Basis eines Diamanten, das optisch kontrolliert und ausgelesen werden kann. Dies ist ein aussichtsreicher Ansatz für künftige Systemarchitekturen von Quantencomputern, da Diamanten für spin-basiertes Quantencomputing bei Raumtemperatur betrieben werden können und stabilere Quanten-Zustände für längere Quantenprogramme und reduzierte Fehlerraten entstehen.
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Künftige Dienste und Anwendungen, zum Beispiel im Bereich Multimedia, werden für ihre Übertragung eine Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit benötigen, die heutige mobile Netze nicht erreichen. Im 6G-NeXt-Projekt entsteht eine Infrastruktur, die durch Verteilung von Rechenaufgaben eine neue Verarbeitungsgeschwindigkeit bei der Datenübertragung in mobilen Netzen ermöglicht. Diese skalierbare, modulare Infrastruktur übertrifft die Leistungsfähigkeit heutiger 5G-Netze in Bezug auf Intelligenz, Leistungsfähigkeit und Effizienz. Dies wird möglich durch den Einsatz von Cloud-Technologien. Die Rechenkapazitäten werden dabei Anhand von Latenz, Energieverbrauch und Kosten zugewiesen.
Besuchen Sie uns auf der Hannover Messe in Halle 14, Stand H06.
Auf der Hannover Messe zeigt Fraunhofer FOKUS mithilfe einer 3D-Echtzeit-Videoübertragung auf VR-Brillen die aktuellen Entwicklungen im Projekt. Um eine solche Übertragung zu ermöglichen, werden komplexe Berechnungen für die Erstellung der photorealistischen, volumetrischen Darstellungen der Teilnehmer in einer Videokonferenz in die Edge-Cloud eines 6G-Netzwerks ausgelagert. Dabei kommen die 1ClickMetaverse-Lösungen von Fraunhofer FOKUS zum Einsatz, die dynamische Split-Computing- und Headless-Rendering-Ansätze nutzen. Sie erfordern darüber hinaus eine extrem niedrige Latenz, stabile Übertragung und hohe Bitraten, die durch die 6G-Technologie möglich werden.
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Ein mobiles Kommunikationsnetz für Baustellen hat besondere Anforderungen, da Baustellen nur temporär bestehen und manchmal den Standort wechseln. CampusOS bietet hierfür ein spezialisiertes, modulares nomadisches 5G-Campusnetz. Über das Netz werden Korrekturwerte an die Maschinen übertragen, um die Präzision bei Erd- und Bauarbeiten zu unterstützen. Live-Videostreams werden zur Sicherheitsüberwachung und zur Ferneinweisung des Personals genutzt. Das 5G-Campusnetz garantiert zudem die Datenhoheit für das ausführende Bauunternehmen.
Besuchen Sie uns auf dem CampusOS Flagship-Stand in der 5G Arena in Halle 15, Stand H13 und erfahren Sie mehr über das Modular 5G Nomadic Node.
Programmtipps:
Panel: Branchenspezifische Treiber von offenen 5G Campusnetzen
Moderation: Prof. Dr. Thomas Magedanz
Montag, 22. April 2024, 14:25 - 14:55 Uhr
5G und Industrial Wireless Conference Stage/ Halle 14, Stand H06
Panel: Frequenzzuteilungsoptionen für Nomadische 5G Netze
Moderation: Prof. Dr. Thomas Magedanz
Montag, 22. April 2024, 17:30 - 18:00 Uhr
5G und Industrial Wireless Conference Stage/ Halle 14, Stand H06
Bei Erd- und Infrastrukturbau ist Präzision gefragt. Baumaschinen müssen in cm- oder gar mm-Genauigkeit arbeiten. Dabei werden die Baugeräteführerinnen und -führer von GNSS-Sensoren zur Positionierung unterstützt. Um die Genauigkeit der Positionsberechnung zu verbessern, werden über ein 5G-Campusnetz in Echtzeit Korrekturwerte an alle Maschinensteuerungen übertragen. Gleichzeitig werden Live-Daten von der Baustelle in Managementsysteme zur Dokumentation und Abrechnung übermittelt. Dafür wird mit dem Neutral Host-Ansatz eine neue und kostensparende Möglichkeit der 5G-Technologie genutzt, durch die die Netzinfrastruktur, wie eine Antenne, von Firmen und mehreren Netzbetreibern gleichzeitig verwendet werden kann. Das 5G-Campusnetz garantiert zudem die Datenhoheit des ausführenden Bauunternehmens.
Zur Überprüfung und Steuerung des Positionierungsprozesses sowie zur Sicherheitsüberwachung werden Live-Videoströme von Kameras über das 5G-Campusnetz übertragen. Durch den flexiblen Einsatz von Kameras wird außerdem die Baustellenleitung vereinfacht. Beispielsweise kann Personal bei technischen Defekten aus der Ferne angeleitet werden. Die Kameras können ebenfalls aus räumlicher Distanz bedient werden (Zoom, Drehen). Hierfür können handelsübliche Smartphones mit einer App zur Videoübertragung verwendet werden. Über eine weitere App wird der Baustellenleitung oder dem Sicherheitspersonal die Möglichkeit geboten, einzelne oder mehrere Videoströme zu wählen und weiterzuleiten.
Das 5G-Netz gewährleistet der modulare 5G Nomadic Node von Fraunhofer FOKUS, die Umsetzung eines Blueprints für temporäre, zuverlässige und sichere Netze bestehend aus Bausteinen aus dem CampusOS-Technologiekatalog. Die Hard- und Software des 5G Nomadic Node von Fraunhofer FOKUS ist in einem robusten, transportablen Server-Koffer integriert. Das Software-basierte Kernnetz Open5GCore gewährleistet dabei ein flexibles Netz, passgenau zur Anwendung − bei Bedarf sogar mit Satellitenanbindung. Der 5G Nomadic Node unterstützt Funksysteme mehrerer Anbieter, unter anderem die Open-RAN-Funksysteme von den CampusOS-Projektpartnern Fraunhofer HHI und Node-H. Die TU Berlin erforscht Open-RAN-basierte Optimierungsmethoden. Die GNSS-Sensorik und die Anbindung an die Baumaschinen werden vom Projektpartner Topcon Deutschland Positioning integriert. Die Apps zu Videoübertragung stammen von der Firma Smart Mobile Labs.
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Betreiber von Mobilfunknetzen, wie etwa 5G-Campusnetzen, sei es auf einem Flughafen, auf Baustellen oder bei einem Katastropheneinsatz, müssen jederzeit wissen, wie gut das aktuelle Netz ist und ob die Leistung an verschiedenen Orten innerhalb der gewünschten Netzabdeckung schwankt.
Fraunhofer FOKUS hat dafür seine Ende-zu-Ende-Testumgebung um das Open Mobile Network Toolkit (OMNT) ergänzt. Die Open-Source-Software sammelt Messdaten über das Mobilfunknetz wie die genaue Position und Signalqualität und wertet Bandbreite, Latenz und Schwankungen der Signalimpulse (Jitter) des Netzes aus.
Das Open Mobile Network Toolkit wird gemeinsam mit dem Modular 5G Nomadic Node auf dem CampusOS Flagship-Stand in der 5G Arena in Halle 15, Stand H13 vorgestellt.
Die Messdaten können lokal gespeichert und/oder an einen Server gesendet werden. Über ein Dashboard können die Messergebnisse visualisiert und auch weiterverarbeitet werden. OMNT kann auch dafür genutzt werden, Netzwerk-bezogene Carrier-Einstellungen auf dem Smartphone zu konfigurieren.
Auf der Hannover Messe präsentiert Fraunhofer FOKUS erstmals das Open Mobile Network Toolkit. Als Datenbasis dienen Messungen live von der Messe und von verschiedenen Feldversuchen 2023 in Brandenburg. Im Sommer 2024 wird OMNT im Projekt CampusOS während Feldversuchen auf einer Baustelle in Herne genutzt.
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Das Projekt ELITE 2.0 zeigt eine Demonstrator-Plattform in Form einer mobilen und dynamisch an unterschiedliche Einsatzszenarien anpassbaren IT-Sicherheits-Erlebnis-Umgebung. Am Exponat werden IT-Angriffe und IT-Sicherheitsmaßnahmen vor Ort erfahrbar gemacht. Interessenten können verschiedene Angriffe anhand der Demonstratoren (auf KMU-typischen Arbeitsplätzen mit entsprechender Hard- und Software basierend) miterleben. Es werden KMU-typische Szenarien aus dem Arbeitsalltag an mehreren Demonstratoren vorgestellt.
Besuchen Sie uns am Gemeinschaftsstand »Industrial Security Circus«, Halle 16, Stand A12/26.
Die Relevanz der Informationssicherheit für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) wird häufig unterschätzt. Gerade vor dem Hintergrund der Ende 2024 in nationales Recht umzusetzenden NIS2- und CER-Richtlinien der Europäischen Union werden Risiken nicht erkannt oder falsch eingeschätzt. Ab Oktober 2024 fordert die NIS2-Richtlinie von den Gesetzgebern der Mitgliedsstaaten der EU die gesetzliche Umsetzung von verbindlichen Sicherheitsmaßnahmen und Meldepflichten für viele Unternehmen und Organisationen in 18 kritischen Sektoren – auch für viele, die bisher nicht betroffen waren. Im Vergleich zur vorherigen NIS-Direktive erweitert NIS2 den Kreis der Betroffenen sowie die Pflichten und die behördliche Aufsicht. Die CER-Richtlinie (CER = Critical Entities Resilience) verpflichtet die Mitgliedstaaten, kritische Einrichtungen zu identifizieren und deren physische Widerstandsfähigkeit gegenüber Bedrohungen wie Naturgefahren, Terroranschläge oder Sabotage zu stärken. Der Faktor Mensch stellt dabei mittlerweile das prominenteste Einfallstor für Angreifer auf Unternehmen dar (z. B. durch Social Engineering oder Phishing).
ELITE 2.0 wird im Rahmen der Initiative »IT-Sicherheit in der Wirtschaft« vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert und durch die Fraunhofer-Institute FOKUS und IAO bearbeitet. Die Transferstelle Cybersicherheit bildet das zentrale Projekt der Initiative. Die Initiative greift zur breiten Streuung Ihrer Projektergebnisse auf ein großes Portfolio an assoziierter Partnern zurück. Zu nennen sind neben vielen anderen die DIHK, der BSKI, das BIGS, der BVMW, die Digitalagentur Berlin und die Allianz für Sicherheit in der Wirtschaft.
Weiterführende Links:
Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme
