„Ich schaue, was wir mit Quantencomputern anfangen können“

Dem Quantenvorteil theoretisch auf der Spur

Für Adelina Bärligea ist Quantencomputing die perfekte Überschneidung ihrer liebsten Fächer – Mathe, Informatik und Physik. Nach ihrer Masterarbeit am Fraunhofer IKS, die anders ausging als geplant, promoviert sie jetzt an der Universität Augsburg im Bereich Quantenalgorithmen. Als MQV-Promotionsstipendiatin genießt sie dabei genau die Freiheit, die sie schon immer an der Arbeit als Wissenschaftler:in begeistert hat.

Von Veronika Früh

Adelinas tiefes Lachen ist schon von Weitem zu hören, sobald man den Flur mit ihrem Büro im fünften Stock auf dem Gelände der Alten Universität Augsburg betritt. Ihre beiden Kolleg:innen, mit denen sie sich das Büro teilt, machen sich gerade auf den Weg zum Gruppenmeeting und die Laune ist bei allen sichtlich gut. Seit einem guten halben Jahr promoviert die 24-Jährige am Lehrstuhl für Quantenalgorithmik der Universität Augsburg und es war unter anderem ihr sehr positiver erster Eindruck der Gruppe, der sie überzeugte, nach ihrem Master in Applied and Engineering Physics an der TU München nach Augsburg zu wechseln. 

Dass sie einmal promovieren möchte, war für Adelina klar, seit sie das erste Mal selbst mit Forschung in Berührung kam. Während ihres Bachelorstudiums konnte sie als Werkstudentin am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wissenschaftlich mitarbeiten. „Da war ich sehr begeistert von der Freiheit, die man hat“, erinnert sie sich. Den eigenen Interessen nachgehen, Dinge herausfinden und zum Fortschritt beitragen – „das fand ich richtig cool.“ Genau diese Freiheit, ihre eigenen Ideen zu verfolgen, bietet ihr jetzt das MQV-Promotionsstipendium. „Die Anfangszeit war sehr aufregend“, erzählt Adelina und sprüht dabei förmlich vor ansteckender Begeisterung. An ihrem ersten Tag habe sie sich mit ihrem Professor, „dem Jakob“ – Jakob Kottmann, getroffen und ihm all ihre Ideen präsentiert. „Ich habe ihn gefragt, ob ich jetzt eigentlich machen darf, was ich will“, erzählt sie und lacht. Seine Antwort sei positiv ausgefallen und seither sei es im gleichen Modus weitergegangen. 

Diese Selbständigkeit schätzt sie sehr. Schon bei früheren Stellen habe sie sich häufig durchgesetzt, ihre eigenen Themen eingebracht, auch wenn das ursprünglich nicht immer vorgesehen gewesen sei. „Ich war froh, dass ich das immer so machen konnte, und jetzt darf ich das ja offiziell, was echt toll ist“, freut sie sich. Sie spüre aber gleichzeitig eine große Verantwortung. Das Gelingen der Projekte liege schließlich auch in ihrer Hand. Und so ist es eine gesunde Mischung aus Tatendrang und Respekt, die Adelina zum Ausdruck bringt, wenn sie über ihre Promotion spricht: „Ich finde es sehr spannend und aufregend, aber auch einschüchternd, wenn ich sehe, wie groß das Feld ist. Inspirierend, aber da ist auch die Frage, ob ich da mithalten kann. Gar nicht so einfach.“

Auf der Suche nach Herausforderung

Dass Adelina sich nicht vor Herausforderungen versteckt, sie ganz im Gegenteil gezielt sucht, zeigt sich schon daran, wie sie sich für das Physikstudium entschied. „Zur Abizeit, als man sich langsam entscheiden musste, was man machen will, hat mir irgendwer gesagt, dass Physik das schwerste Studium sei“, erzählt sie. „Und aus irgendeinem Grund habe ich es dann genau deswegen gemacht“, meint sie lachend. In ihrem Master, in dem sie auch über das Physikdepartment hinaus Kurse belegen konnte, zog sie das Thema Quantencomputing ganz besonders an, weil es so interdisziplinär ist. „Da habe ich gemerkt, dass bei Quantencomputing Mathe, Info und Physik zusammenkommen wie sonst eigentlich bei keiner anderen Forschungsrichtung“, erklärt die Doktorandin. „Und das sind genau meine drei Lieblingsgebiete!“

Adelina Bärligea, 24


Position

MQV-Promotionsstipendiatin


Institut

Universität Augsburg – Professur für Quantenalgorithmik


Studium

Physik


Adelina beschäftigt sich mit Algorithmen, die auf Quantencomputern laufen sollen. Dafür arbeitet sie an einem Simulator, der größere Systeme effizient abbildet. Das übergeordnete Ziel hinter ihrer Forschung ist es herauszufinden, welche Quantenalgorithmen auch in großen Systemen funktionieren, sodass Quantencomputing einen echten Vorteil bringt. 

Ihre Masterarbeit brachte sie an das Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS, zu einem Projekt im Bereich Quantenoptimierung. Im Wesentlichen gehe es dabei darum, Quantenalgorithmen zu finden, die klassische Optimierungsprobleme lösen. „Es gibt einen beliebten Kandidaten bei den Algorithmen, der in den letzten zehn Jahren etwas sehr viel Aufschwung bekommen hat, jetzt in den letzten drei Jahren nicht mehr so sehr“, beginnt Adelina ihre Erklärung. Die Rede ist von Variational Quantum Algorithms (VQAs), einer Klasse hybrider Quantenalgorithmen, bei denen das Problem auf einem Quantencomputer dargestellt, aber klassisch optimiert wird. „In meiner Masterarbeit sollte ich, das war der ursprüngliche Plan, so einen Algorithmus analysieren und im besten Fall zeigen, wie toll er ist“, erzählt die Doktorandin. Nicht zuletzt wegen ihres kritischen Zweitbetreuers – Frank Pollmann, Professor am Lehrstuhl für Theoretische Festkörperphysik an der TU München –, sei sie im Laufe ihrer Arbeit jedoch dazu übergegangen zu analysieren, was passiert, wenn man das Rauschen, das bei Quantencomputing immer dabei sei, berücksichtigt und gleichzeitig die Problemgrößen immer höher skaliert. Adelina kam zu einem sehr eindeutigen Ergebnis: „Im Grunde habe ich gezeigt, dass die Algorithmen immer weniger robust gegenüber diesem Rauschen sind, je größer das System wird und deswegen bei großen Problemen eigentlich gar keine Lösung mehr zu finden ist.“ Was im ersten Moment wenig ermutigend klingt, war für Adelina der spannende Ausgangspunkt ihrer Promotion: „Es war so ein cooles Ergebnis in dem Sinne, dass es so eine klare, negative Sache war, dass ich darauf aufbauen wollte“, erzählt sie. Sie möchte herausfinden, wie weit diese Probleme reichen, auch für andere Algorithmen, um dann in eine positive Richtung zu forschen – welche Algorithmen haben das Problem nicht, was skaliert? In der Algorithmik würden häufig sehr kleine Probleme bearbeitet und sich dann gefreut, dass die Lösung auf einem Quantencomputer funktioniere, meint Adelina. „Aber eigentlich stellt sich die fundamentale Frage, ob Quantencomputing für große Systeme funktioniert, wo es uns tatsächlich einen Quantenvorteil bringt.“ Genau daran forscht sie jetzt in ihrer Promotion: Gibt es Quantenalgorithmen, die uns wirklich etwas bringen?

Dem Hype mit Wissen begegnen

Für ihre Masterarbeit wurde Adelina mit dem Quantum Future Award 2025 des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) mit dem ersten Platz in der Master-Kategorie ausgezeichnet. „Ich war sehr glücklich und stolz, als ich diesen Award bekommen habe“, erzählt sie. Mittlerweile wurde die Arbeit im Journal “APS Physical Review A” veröffentlich. Jetzt gehe es in ihrer Promotion darum, abzuschließen, was sie in der Masterarbeit begonnen habe, indem sie ihre numerischen Ergebnisse theoretisch beschreibt. „Und ich arbeite gerade an Methoden, meine Experimente für viel höherskalige Systeme zu wiederholen“, führt Adelina aus. Konkret arbeite sie an einem Simulator, der für größere Systeme effizient funktionieren soll. „Simulator ist das Stichwort“, erklärt die Wissenschaftlerin, „weil ich gerade meine Tests nicht auf echten Quantencomputern laufen lasse.“ Sie interessiere sich für das Szenario, in dem ein Quantencomputer wirklich gut funktioniere – die aktuelle Hardware sei ihr dafür zu fehleranfällig: „Ich will mir die fehlerfreien Ergebnisse anschauen. Das geht nur, indem wir diese Quantensysteme simulieren.“ Auch das habe aber natürlich eine Grenze, da diese Systeme exponentiell wachsen. Konkret suche sie nach vielversprechenden Methoden, versuche diese zu implementieren und zu simulieren, um sie dann zu bewerten.

Adelina schaut sich dafür nicht mehr nur die hybriden VQAs an, mit denen alles anfing, sondern untersucht auch reine Quantenalgorithmen – ein komplett anderer Ansatz. Bei einem hybriden Algorithmus stelle man das Problem auf einem Quantencomputer nur dar, die Optimierung passiere immer klassisch, in einem iterativen Prozess. Ein Vorgehen, in dem sich Fehler leicht anhäufen können, da die Ungenauigkeiten im Ergebnis des Quantencomputers immer weiter multipliziert werden. Würde hingegen auch die Optimierung direkt auf dem Quantencomputer durchgeführt, würde alles auf einer Maschine passieren und am Ende einmal für die Lösung gemessen. „Rein intuitiv ist das irgendwie sinnvoller und es wird sich noch rausstellen, ob sich das in die Praxis überträgt“, schätzt Adelina diese Methode ein.

„Während andere daran arbeiten, dass wir Quantencomputer haben, schaue ich, ob wir was damit machen können und analysiere die Algorithmen, die darauf laufen sollen“, bricht Adelina ihre Forschung auf das Wesentliche herunter. „In Wahrheit haben wir eigentlich nur eine Handvoll an Algorithmen, die für ganz spezielle Probleme einen Quantenvorteil erzielen, und wir müssen diese irgendwie schlau einsetzen, um ein allgemeines Problem aus der echten, der klassichen Welt mit einem Vorteil zu lösen“, führt sie weiter aus. Da etwas zu finden, sei gar nicht so einfach. Aber auch die Erkenntnis, dass etwas nicht sinnvoll funktioniert, sei für sie ein bedeutendes Ergebnis. Der Stipendiatin ist es wichtig, kritisch zu bleiben und dem Hype, den das Feld Quantencomputing häufig erfährt, entgegenzuwirken. „Nicht in einem negativen Sinne, aber mit Wissen“, wie sie sagt.

Optimistisch für die Anwendung von Quantencomputern für bestimmte Gebiete ist die junge Wissenschaftlerin aber durchaus. Und an der Motivation, sich auf dem Weg dahin in die Lösung schwieriger Fragen reinzuhängen, mangelt es ihr nicht. „Früher hat mich motiviert, dass ich Sachen nicht verstehe und das ist auch immer noch so, das treibt mich sehr an“, erzählt sie. Wirklich erfüllend seien dann aber vor allem die Erfolgserlebnisse, wenn sie ein Problem durchdrungen, ein Konzept so weit verstanden habe, dass sie es erfolgreich implementieren konnte und sie in ihren numerischen Ergebnissen wirklich das sehe, was ihr die Theorie vorgebe. Dann verliere die Quantenmechanik auch jede mystische Aura, die ihr manchmal zugesprochen wird, und die Adelina nur schwer nachvollziehen kann: „Eigentlich kann man das alles simulieren. Oder man könnte alles simulieren, hätte man unendliche Rechenressourcen. Es ist alles gar nicht so unvorhersehbar.“

Etwas Gutes erreichen

Natürlich laufe es auch manchmal nicht so rund in ihrer Arbeit – „das passiert oft, ganz oft!“ – aber was ihr dann immer helfe, sei den Blick über das eigene Forschungsgebiet hinaus schweifen zu lassen, erzählt Adelina, sei es ein Paper aus einem anderen Bereich zu lesen oder sich auf einer Konferenz mit anderen Leuten zu unterhalten. Besonders Letzteres ist etwas, das die Wissenschaftlerin an ihrer Arbeit sehr liebt. „Es ist nur so schade, dass man nicht beides gleichzeitig haben kann, also in seiner eigenen Forschung richtig vorankommen und die ganze Zeit rumreisen“, meint sie lachend. Mit Leuten zu sprechen, die selbst schon weiter sind oder etwas herausgefunden haben, das auch für ihre eigene Forschung spannend ist, sei fast ihre Lieblingsbeschäftigung und jedes Mal motivierend. Nur komme man eben während einer Konferenz zu nichts anderem – „Ich hätte gerne doppelt so viel Zeit!“

Mehr Zeit könnte Adelina auch neben ihrer Promotion gut gebrauchen, denn auch in ihrer Freizeit ist die Doktorandin viel beschäftigt. Es hilft, dass sie nach wie vor in München wohnt, wo sie aufgewachsen ist und ihr „ganzes restliches Leben“ stattfindet und dafür dreimal die Woche nach Augsburg pendelt. So hat sie Zeit, ein- bis zweimal pro Woche in ihrem Verein Karatetraining für Kinder zu geben. „Seit letztem Jahr habe ich einen neuen Anfängerkurs mit Sechsjährigen. Das ist sehr süß, aber auch wieder eine ganz neue Herausforderung“, erzählt sie. „Man lernt dabei auch viel, wie man die alle im Griff hat und gleichzeitig motiviert, sich von selbst anzustrengen.“ Die Ausstrahlung sei dabei besonders wichtig, dann würden auch alle zuhören. Wenn man hingegen zu viel Respekt vor der Aufgabe habe, „dann entsteht ein riesen Zirkus“.

Selbst trainiert Adelina auch immer noch, in Wettkämpfen ist sie jedoch seit dem Studium nicht mehr aktiv – zu viel Arbeit und Druck, dafür dass man am Ende nichts davon habe „außer Ruhm und Ehre“. Doch sie liebt den Sport, der neben dem Körper auch den Geist trainiert und der auf einem Wertekonzept aus Bescheidenheit, Ehrlichkeit, Hilfsbereitschaft, Höflichkeit, Mut und Respekt aufbaut. Was ihr aber schon seit der Schulzeit ganz besonders geholfen habe, sei die Disziplin, die man im Karatetraining erlerne. „Man muss sein Training durchhalten, auch über die eigenen körperlichen Grenzen hinaus“, erklärt sie. „Da lernt man, dass man sich zusammenreißen kann und auch länger als man selber Lust hätte an etwas arbeiten kann.“

Neben ihren Aktivitäten im Karateverein ist sie noch als Mentorin im Projekt „Rock your Life“ engagiert, wo sie sich regelmäßig mit einer 14-jährigen Schülerin trifft, gibt ihrem 77-jährigen Karatetrainer Computerunterricht und lernt seit einem mehrmonatigen Forschungsaufenthalt in Japan mit einem Tandempartner wöchentlich Japanisch. Langweilig wir es ihr jedenfalls nicht – und so lange sie das Gefühl hat, dass sie etwas Gutes erreichen kann, weiß Adelina, dass sie auf dem richtigen Weg für sich ist. Privat ebenso wie beruflich.

Veröffentlicht am 30. Januar 2026; Interview am 26. November 2025.