飞机发动机必须能够在恶劣条件下可靠地提供高推力，因此，制造现代飞机涡轮机时，精度至关重要。在涡扇发动机中，将空气吸入涡轮的风扇具有多个叶片，这些叶片具有复杂的曲面几何形状。这些金属叶片采用精密铣削工艺制造，需要精心设计的加工策略。只有严格控制刀具和工件的相对运动，才能实现精密铣削。否则，切削刀具可能会开始振动，导致叶片表面不受控制地撞击铣头，从而损坏刀具。即使是与规格的微小偏差，也可能导致部件几乎无法使用，造成非常昂贵的损失。“对于飞机发动机高精度部件的制造商来说，这类生产误差可能代价高昂，”萨尔兰大学商业信息学教授、德国人工智能研究中心 (DFKI) 智能服务工程研究领域负责人沃尔夫冈·马斯解释道。.
但对于许多其他制造金属部件（包括激光切割部件）的公司来说，情况也类似，无论规模大小。切割过程中产生的高温会导致金属在不应该膨胀的地方膨胀。或者，在传统的切割操作中，边角料可能会卡在机器里，导致机器停机。其结果是废品率上升和机器停机时间延长，给制造公司造成材料、时间和金钱的损失。金属加工行业是德国和欧盟的主要经济部门，安全和质量标准非常严格。“金属加工行业的生产过程有时废品率约为1%，这看起来不多，但累积起来会对竞争力产生重大影响，”沃尔夫冈·马斯解释道。.
利用人工智能进行数字仿真可以降低废品率。通过创建工件的数字孪生模型，可以在虚拟环境中模拟真实零件的每一个环节，从规划和生产到质量保证。理论上，生产链的每个环节都可以进行精确优化，从铣削的最佳主轴转速到激光器的理想功率密度。但问题在于，生成这些高分辨率仿真所需的数据量巨大，传统计算机系统根本无法处理。能够提供所需计算能力的量子计算机目前尚未问世。因此，马斯研究团队的汉娜·斯坦解释说：“目前，仿真技术在实际应用中几乎未得到应用。部分原因是计算能力不足，部分原因是需要专门的数据和信息，而这又需要精通计算仿真的专业知识。” 目前，冶金企业只能使用分辨率较低的数字孪生模型，并严重依赖生产工程师的实践知识和经验。.
量子计算机要达到处理海量数据所需的惊人速度，还有很长的路要走。然而，Quasim项目的研究人员却脚踏实地。这个由工业界和学术界合作伙伴组成的联盟正致力于开发短期和长期解决方案，利用量子系统的强大功能，为制造场景提供更强大的模拟能力。项目协调员沃尔夫冈·马斯表示：“我们的初步研究表明，通过利用量子力学系统的基本原理并采用基于量子的机器学习策略，我们可以更快地解决算法问题。”尽管目前的量子计算机仍处于起步阶段，但其底层技术已经可以应用于传统计算机难以胜任、需要耗费大量时间才能完成计算的领域。.
研究人员正在利用各种量子计算方法探索如何加快复杂模拟的速度，并使其更适用于实际应用。这项工作涉及将量子计算技术应用于基于物理学和材料科学数学模型的传统模拟方法。该团队还在研究基于量子技术的机器学习方法。通过将这些新方法与传统方法进行比较，并评估不同解决方案的有效性，该团队正在开发有望在不久的将来得到实际应用的创新解决方案。研究成果已被整合到现有的模拟方法中。“我们目前正在开发首批原型。到目前为止，最有前景的成果是使用混合模型获得的，这些模型将传统模拟方法与量子技术和机器学习相结合，”博士研究员汉娜·斯坦解释道。.
由于研究人员正在使用来自真实生产线的生产数据，飞机发动机制造商可能很快就能利用量子计算机模拟来预测铣削过程中叶片的振动。通过与精确的数字孪生模型合作，他们可以精确设置加工参数，例如铣削速度，从而消除加工误差并显著降低废品率。改进的模拟还意味着激光切割机可以在优化的加工过程中提供合适的功率，从而生产出无损且尺寸完美的金属部件。在今年的汉诺威工业博览会上，来自萨尔布吕肯的企业计算专家将展出激光铣削和切割原型，这些原型展示了如何通过基于量子技术的模拟来改进传统制造工艺，从而缩短材料加工时间并提高产品质量。.
Quasim项目（“面向制造仿真的质量控制增强型服务生态系统”）是由萨尔兰大学和德国人工智能研究中心（DFKI）的沃尔夫冈·马斯研究小组、于利希研究中心和萨尔兰大学的弗兰克-威廉·毛赫教授研究小组、弗劳恩霍夫生产技术研究所（IPT）、机床制造商通快（TRUMPF）、软件组件提供商ModuleWorks以及项目合作伙伴福特和飞机发动机制造商MTU航空发动机公司组成的联合体。德国联邦经济事务和气候行动部（BMWK）和德国航空航天中心（DLR）为该项目提供了超过500万欧元的资金支持。.
