Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Student (m/d/f) in- Physics, Computer Science, Mathematics or similar

Köln

Forschung

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Steigen Sie ein in die faszinierende Welt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), um mit Forschung und Innovation die Zukunft mitzugestalten! Mit dem Know-how und der Neugier unserer 11.000 Mitarbeitenden aus 100 Nationen sowie unserer einzigartigen Infrastruktur, bieten wir ein spannendes und inspirierendes Arbeitsumfeld. Gemeinsam entwickeln wir nachhaltige Technologien und tragen so zur Lösung globaler Herausforderungen bei. Möchten Sie diese große Zukunftsaufgabe mit uns zusammen angehen? Dann ist Ihr Platz bei uns!

For our Institute of Materials Research in Cologne we are looking for Student Physics, Computer Science, Mathematics or similar (f/m/x), Master Thesis “Theoretical Methods for Hybrid Quantum Simulation of non-Adiabatic Molecular Dynamics”

Das erwartet Sie:

One of the most promising current applications of quantum computing is the simulation of quantum mechanical systems. Accurate simulations of molecular and material properties are not only fascinating from a theoretical perspective, but are also of great industrial interest. While there is currently a large focus on quantum algorithms for calculating static properties, such as energies of ground and excited states, simulations of dynamic processes have received relatively little attention.

The basic aim of this thesis is the implementation of hybrid algorithms for the simulation of molecular dynamics, in which the nuclear structure is considered classically and only the electronic structure is propagated on the quantum computer (see Ehrenfest method, Hellman-Feynman forces, etc.). After implementing known methods for model systems (e.g., Shin-Mitsu model, H2) in the first part of the thesis, new and innovative approaches will be tested and compared with already known methods. Different fermion-to-qubit mappings as well as lattice encodings in first and second quantization will be compared. In addition to a technical aptitude for these activities, a strong ability to work in a team is also expected.

The thesis will be doubly supervised by a physicist with extensive expertise in quantum simulation of dynamical processes, who will instruct the algorithmic part of the thesis, and a chemical engineer with many years of experience in classical simulation of non-adiabatic molecular dynamics, who will be available to advise on applications. The thesis will be supervised and carried out in English.

Das erwarten wir von Ihnen:

Security clearance as well as the willingness to security clearance pursuant to §§ 8 ff. Security Clearance Act (SÜG) is a condition for employment at DLR
Ongoing Master studies in Physics, Computer Science, Mathematics or Chemistry
Familiarity with the use of Python
Extensive knowledge in the field of quantum mechanics
Basic knowledge on quantum computer is beneficial but not necessary
Knowledge of German and very good knowledge of written and spoken English

Unser Angebot:

Das DLR steht für Vielfalt, Wertschätzung und Gleichstellung aller Menschen. Wir fördern eigenverantwortliches Arbeiten und die individuelle Weiterentwicklung unserer Mitarbeitenden im persönlichen und beruflichen Umfeld. Dafür stehen Ihnen unsere zahlreichen Fort- und Weiterbildungsmöglichkeiten zur Verfügung. Chancengerechtigkeit ist uns ein besonderes Anliegen, wir möchten daher insbesondere den Anteil von Frauen in der Wissenschaft und Führung erhöhen. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.