Computational Physicist / Scientific Software Engineer – Deep Digital Twin Development (f/m/d)

eleQtron entwickelt Full-Stack-Quantencomputer auf Basis der Ionenfallen-Technologie. Unser Ansatz kombiniert lasergekühlte Ionen, Mikrowellen- und HF-Steuerung, gezielt erzeugte Magnetfeldgradienten sowie fortschrittliche theoretische Modellierung, um skalierbare Quantenprozessoren zu realisieren. Mit der zunehmenden Komplexität und Leistungsfähigkeit unserer Systeme werden prädiktive Simulationswerkzeuge zu einem entscheidenden Bestandteil der Hardwareentwicklung, Kalibrierung, Optimierung und der Realisierung fehlertoleranter Quantencomputer.

In dieser Rolle arbeitest du an der Entwicklung eines Deep Digital Twin der nächsten Generation für Ionenfallen-Quantencomputer mit. Du bewegst dich an der Schnittstelle von Quantentechnologien, numerischer Simulation, wissenschaftlichem Rechnen und Softwareentwicklung und entwickelst prädiktive Modelle, die mikroskopische physikalische Prozesse mit Systemleistungskennzahlen verknüpfen. Ein wesentlicher Bestandteil deiner Arbeit ist die Weiterentwicklung und Überführung bestehender Forschungs- und Simulationswerkzeuge in ein robustes, skalierbares und wartbares Software-Framework, das die Hardwareentwicklung, die Optimierung von Steuerungsprozessen, die Systemcharakterisierung, Leistungsbewertungen sowie die Entwicklung fehlertoleranter Quantencomputerarchitekturen unterstützt.

Der Deep Digital Twin ist als mehrskaliges Simulationsframework konzipiert, das verschiedene Abstraktionsebenen abdeckt – von Ionenfallen, Kontrollfeldern und Rauschprozessen über Quantenzustandspräparation und Laserkühlung bis hin zu Gatendynamiken und Ausleseverfahren. Darüber hinaus wird es mit Schaltungssimulatoren und Workflows zur Quantenfehlerkorrektur verbunden. Du arbeitest eng mit theoretischen Physiker:innen, Experimentalphysiker:innen, Softwareentwickler:innen und Ingenieur:innen zusammen, um die Konsistenz zwischen physikalischen Modellen, numerischen Simulationen und experimentellen Beobachtungen sicherzustellen.

Was Dich erwartet

• Strukturierung, Weiterentwicklung und Pflege eines Deep-Digital-Twin-Frameworks für Ionenfallen-Quantencomputer einschließlich der Definition von Code- und Dokumentationsstandards.
• Überführung bestehender Forschungssoftware in robuste und wiederverwendbare Softwarebibliotheken sowie Verbesserung der Rechenleistung durch Profiling, Optimierung und Parallelisierung.
• Mitwirkung bei der Softwarevalidierung, dem Benchmarking und dem Vergleich von Simulationsergebnissen mit experimentellen Daten.
• Aktive Weiterentwicklung des Deep Digital Twin durch die Übertragung physikalischer Modelle von Ionenfallen-Hardware in skalierbare Simulationswerkzeuge.
• Anbindung von Deep-Digital-Twin-Simulationen an Quantenschaltungssimulatoren sowie Workflows zur Quantenfehlerkorrektur.

Was Du mitbringst

• Promotion (PhD) oder vergleichbare Industrieerfahrung in Physik, wissenschaftlichem Rechnen, Informatik oder einem verwandten Fachgebiet.
• Fundiertes Verständnis der Quantenmechanik; Kenntnisse in Quantenoptik, Atomphysik oder Quantentechnologien sind von Vorteil.
• Sehr gute Python-Kenntnisse sowie Erfahrung mit wissenschaftlichen Rechenbibliotheken wie NumPy und SciPy.
• Erfahrung in der Entwicklung und Pflege wissenschaftlicher Softwareprojekte.
• Expertise in der Überführung von Forschungssoftware in modulare und wartbare Softwarepakete.
• Fundierte Kenntnisse numerischer Methoden, insbesondere in den Bereichen lineare Algebra, Differentialgleichungen und Optimierung.
• Vertrautheit mit bewährten Methoden der Softwareentwicklung, einschließlich Versionskontrolle, Testing, Dokumentation und Code Reviews.
• Erfahrung mit Tools wie Numba, Cython, JAX, OpenMP oder vergleichbaren Technologien zur Leistungsoptimierung.
• Fähigkeit, in einem internationalen und vielfältigen Team an der Schnittstelle von Theorie, Software und Hardware zu arbeiten.

Was wir schätzen

• Erfahrung mit Ionenfallen-Quantencomputersystemen.
• Kenntnisse über offene Quantensysteme und deren Simulation.
• Praktische Erfahrung mit QuTiP oder vergleichbaren Frameworks für Quantensimulationen.
• Erfahrung in der Arbeit mit High-Performance-Computing-(HPC)-Umgebungen.
• Erfahrung in der Entwicklung wissenschaftlicher Software im Bereich Quantentechnologien, AMO-Physik oder verwandter Fachgebiete.

Was Du von eleQtron erwarten kannst

• Wettbewerbsfähiges Gehalt: Eine gute Bezahlung ist für uns selbstverständlich. Besondere Leistungen honorieren wir zusätzlich.
• Flexible Arbeitszeiten: Wir bieten persönliche Freiräume durch eine Vielzahl von Arbeitszeitmodellen.
• Teamgeist: In unserem internationalen und vielfältigen Team gehört der Spaß an der Arbeit einfach dazu und auf unsere regelmäßigen Team-Events freuen sich immer alle.
• Weiterentwicklung: Wir wollen gemeinsam wachsen und bieten unseren Teammitgliedern bedarfsgerechte, individuelle Weiterbildungen sowie viel Raum für persönliche Entwicklung.
• Wellness-Paket: Wir bieten gesundheitsfördernde Leistungen wie Fitnessprogramme und UrbanSportsClub, um dein Wohlbefinden zu unterstützen.
• Unterstützung beim Umzug: Herzlich willkommen! Mitarbeiter, die für uns umziehen, unterstützen wir gerne mit einer Prämie.
• An vorderster Front: Arbeite an der vordersten Front der Technologie, wo akademische Forschung auf kommerzielle Anwendungen trifft.
• Moderner Arbeitsplatz: Eine hochwertige Infrastruktur mit Laborflächen, Büros und Besprechungsräumen gehört selbstverständlich zu eleQtron, denn um gemeinsam Unmögliches möglich zu machen, braucht es ein inspirierendes Arbeitsumfeld zum Wohlfühlen.