wissenschaftliche/n Mitarbeiter/in

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!

Für unser Institut für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen suchen wir eine/n

Entwicklung von Methoden zur Beschleunigung von Klimamodell-Simulationen mit Quantencomputern

Das erwartet Sie:

Das Institut für Physik der Atmosphäre erforscht die Physik und die Chemie der globalen Atmosphäre vom Boden bis zum oberen Rand der mittleren Atmosphäre in etwa 120 km Höhe. Die Abteilung Erdsystemmodell-Evaluierung und -Analyse entwickelt innovative Methoden zur Evaluierung und Analyse von Erdsystemmodellen im Vergleich mit Beobachtungsdaten mit dem Ziel das Erdsystem besser verstehen und vorhersagen zu können. Ein Schwerpunkt der Abteilung ist die Entwicklung und Anwendung von Methoden des maschinellen Lernens (ML) zur Verbesserung des Verständnisses und der Modellierung des Erdsystems.

Quantencomputer sind eine der richtungsweisenden neuen Technologien des 21. Jahrhunderts. Sie werden Berechnungen und Simulationen ermöglichen, für die herkömmliche Computer einen unerschwinglichen Zeitaufwand benötigen würden. Mit der Quantum Computing Initiative hat das DLR eine konzertierte Aktion gestartet, um Quantencomputer für Europa zu bauen und ihr Potenzial für bahnbrechende Anwendungen zu erschließen. Im Rahmen von KLIM-QML werden wir den ersten Prototyp eines mit Quantencomputern verbesserten Klimamodells entwickeln. Aufbauend auf den Arbeiten, die im Rahmen des Synergy Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC) zum Thema "Understanding and Modelling the Earth System with Machine Learning (USMILE, https://www.usmile-erc.eu/)" durchgeführt werden, entwickelt die KLIM-QML-Gruppe einen Prototyp eines Klimamodells auf der Grundlage des maschinellen Lernens mit Quantencomputern (QML), bei dem physikalische Parametrisierungen auf Untergitterebene durch QML-Ansätze ersetzt werden. Die einzigartigen Möglichkeiten, die das Quantencomputing bietet, werden erforscht, um die Klimamodelle und ihren Entwicklungsprozess zu verbessern und zu beschleunigen. Diese Arbeit wird in enger Zusammenarbeit mit Industriepartnern durchgeführt. In dieser Stelle wird dazu zunächst nach Literaturrecherche ein Konzept erstellt, wie Klimamodelle mittels Quantencomputern beschleunigt werden können um dieses Konzept dann am Beispiel des allgemeinen atmosphärischen Zirkulationsmodell ICOsahedral Nonhydrostatic (ICON) umzusetzen.

Im Rahmen dieses Forschungsfelds umfassen Ihre Aufgaben unter anderem folgende Tätigkeiten:

• Entwicklung von Methoden zur Beschleunigung von Klimamodell-Simulationen mit Quantencomputern
  
  • Literaturrecherche und Anwendung dieser zur Konzepterstellung und Durchführung der Beschleunigung von Simulationen mit globalen Klimamodellen mittels Quantencomputing
    • Durchführung von Modellsimulationen mit dem ICON Modell
    • Entwicklung einer Methode, um die Durchführung der Modellsimulationen mit zukünftigen Quantencomputern zu beschleunigen
    • Identifizierung eines geeigneten Toy Modells zur Verwendung auf verfügbaren Quantencomputern und -simulatoren
    • Testen der entwickelten Methoden mit verfügbaren Quantencomputern und -simulatoren und Analyse der Skalierbarkeit
  • Evaluation der Simulationen mittels ESMVal­Tool
    • Vergleich mit herkömmlichen Modellen
    • Vergleich mit Beobachtungsdaten
  • Erstellen von Dokumentation und Software
  • Enge Kooperation mit USMILE Partnern und Industriepartnern

Das erwarten wir von Ihnen:

Voraussetzung für die Einstellung beim DLR ist die Sicherheitsüberprüfung nach dem Sicherheitsüberprüfungsgesetzt (SÜG) sowie die Bereitschaft für eine Sicherheitsüberprüfung nach §8 ff SÜG.

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.

Weitere Angaben:

Eintrittsdatum: sofort
Dauer: 30.11.2026
Beschäftigungsgrad: Vollzeit (Teilzeit möglich)

Vergütung: Je nach Qualifikation und Aufgabenübertragung bis Entgeltgruppe 13 TVöD.

Kennziffer: 91674

Kontakt:
Mierk Schwabe Institut für Physik der Atmosphäre
Tel.: 08153 28 4239