Das Kompilieren bestehe aus mehreren einzelnen Schritten, fährt Nils fort. Es gäbe mittlerweile eine ganze Reihe von vollständigen Kompilierungsprogrammen, sogenannten Compilern, die all diese Schritte in einem durchführten. Unternehmen wie IBM oder Google stellen solche Programme beispielsweise zur Verfügung. Der Punkt sei aber, dass die einzelnen Kompilierungsschritte von den verschiedenen Programmen unterschiedlich gut umgesetzt würden, führt der Doktorand weiter aus. „Und da wir gerne das bestmögliche Kompilierungsergebnis hätten, möchten wir, dass für jeden Schritt das Programm genutzt wird, das diesen am besten kann.“ Um für eine bestimmte Anwendung den bestmöglichen Compiler zu erhalten, müssen also Kompilierungsschritte von verschiedenen Anbietern kombiniert werden. Das erfordere zum einen Expertenwissen, um die entsprechenden Schnittstellen zwischen den verschiedenen Programmen zu schaffen. Zum anderen müssten sämtliche Kombinationen getestet werden, wenn man selbst herausfinden wollte, welche Folge von Kompilierungsschritten optimal sei. „In der Summe koste das alles sehr viel Zeit, ist aufwendig und erfordert viel Expertise“, fasst es Nils zusammen. Er hat in seiner Doktorarbeit deshalb mit Hilfe von Maschinellem Lernen ein Programm entwickelt, das dieses Prozedere automatisiert. Je nach Anwendung wird zunächst eine geeignete Hardware bestimmt und für diese Hardware dann ein optimierter Compiler zur Verfügung gestellt. Mit diesem Tool müsse der Anwender oder die Anwenderin lediglich den Algorithmus vorgeben und erhalte schließlich ein Ergebnis, erklärt der Informatiker. „Aber von der ganzen Komplexität dazwischen soll er oder sie nichts mitbekommen.“

Mit dem Thema Quantencomputing in Berührung gekommen ist Nils zu ersten Mal im Rahmen seiner Bachelorarbeit. Motivation für diese Arbeit war allerdings nicht das Thema selbst, sondern der Wunsch, die Bachelorarbeit im Ausland zu machen. Dafür ging es schließlich an die Hokkaido-Universität nach Japan. Vermittelt wurde Nils die Arbeit von seinem damaligen Betreuer und heutigen Doktorvater Robert Wille, der damals noch Postdoc an der Uni Bremen war, an der Nils studierte. In seiner Bachelorarbeit sei es bereits um das Thema Quantencomputing-Software gegangen, erzählt der Informatiker und schiebt augenzwinkernd hinterher: „Und dann bin ich sozusagen falsch abgebogen.“

Vom autonomen Fahren zum Quantencomputing

Nach seinem Bachelorstudium des Systems Engineering, das eine Mischung aus Informatik, Maschinenbau und Elektrotechnik gewesen sei, wie Nils es beschreibt, wechselte er an die TU München für den Master „Automotive Software Engineering“. Während des Bachelors sei schnell klar geworden, dass die Informatik sein Steckenpferd sei, gleichzeitig habe er sich schon immer für die Technik, die in den Fahrzeugen stecke, begeistern können. Die beiden Wünsche, an eine andere Uni zu wechseln – „als Herausforderung, das war mir wichtig“ – und in eine neue Stadt zu ziehen, wurden mit der Entscheidung für diesen Studiengang auch erfüllt. Seine Masterarbeit schrieb Nils bei BMW im Bereich Autonomes Fahren. Im Anschluss daran gelang es ihm – nach einem vielstufigen Auswahlprozess – einen Platz in einem Traineeprogramm von BMW im Bereich des autonomen Fahrens zu ergattern. „Das Programm hat perfekt zum Studiengang gepasst.“ Mit dieser Zusage war die Entscheidung für Nils, der zunächst noch schwankte zwischen einer Promotion und dem direkten Einstieg in die Industrie, erstmal gefällt. Das 18-monatige Programm habe sehr viel Spaß gemacht und zwei Stationen habe man auch im Ausland absolviert, erzählt der Informatiker. Das Traineeprogramm ging einher mit einem unbefristeten Arbeitsvertrag und so startete Nils nach den 18 Monaten als Technischer Produktmanager in leitender Funktion. 

Für eineinhalb Jahre – denn: „Der Gedanke an die Promotion ist nie weggegangen.” Um seinen „Seelenfrieden“ zu finden, wie Nils lachend meint, begann sich der Informatiker nach möglichen Doktorandenstellen umzusehen. Eine Industriepromotion kam für Nils nicht in Frage – wenn schon promovieren, dann die pure Wissenschaft. Sein ehemaliger Bachelorarbeitsbetreuer, Robert Wille, bot ihm prompt eine Stelle an. Im Bereich Quantencomputing zu promovieren, daran habe er zunächst gar nicht gedacht, erzählt Nils. „Ich dachte, dass ist alles so theoretisch und passt mit meinem Automotive-Kram so gar nicht zusammen.“ Aber dass Robert Wille, von dem er sich damals so gut betreut gefühlt habe, wenige Monate später für eine neue Professur an die TU München wechseln würde, also in die Stadt, in der Nils auch gerne bleiben wollte, lieferte für den jungen Informatiker schließlich ein stimmiges Gesamtpaket: „Allzu viele Vorkenntnisse habe ich nicht mitgebracht, aber ich hatte ein sehr positives Bauchgefühl.“ Sein grundlegendes Interesse und seine Aufgeschlossenheit taten das Übrige: „Ich kann mich für viele Dinge begeistern!“

So theoretisch wie zunächst befürchtet, war sein Doktorarbeitsthema dann auch nicht. Der „Munich Quantum Toolkit (MQT) Predictor“, wie Nils und sein Team das von ihm entwickelte Programm nennen, sei zum Beispiel für das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) sehr interessant, betont Nils. Als Rechenzentrum besteht eine der grundlegenden Aufgaben des LRZ darin, seinen Kund:innen Rechenressourcen zur Verfügung zu stellen. Die Quantenabteilung des LRZ möchte im Rahmen des Munich Quantum Valley Quantencomputing als allgemeinen Service ausbauen und hat bereits mehrere Quantencomputer, die auf unterschiedlichen Hardware-Technologien basieren, vor Ort. „Die Anwender schicken ihre Berechnung an das LRZ, aber auf welchem Quantencomputer diese ausgeführt wird, ist ihnen vermutlich erstmal egal“, erklärt Nils. Deshalb sei die Fragestellung, die der MQT Predictor adressiere, für das LRZ besonders relevant. Im Rahmen des Munich Quantum Valley sei er immer wieder im Austausch mit den Wissenschaftler:innen des LRZ gewesen, erzählt der Informatiker. Unmittelbar Rückmeldung zu bekommen von Wissenschaftler:innen, die sein Programm tatsächlich nutzen wollen und dieses testen, sei für seine Arbeit sehr hilfreich gewesen. Stehen nicht gerade Besprechungen mit anderen Arbeitsgruppen an, dann nehme den größten Teil der Zeit aber natürlich die Arbeit vor dem Bildschirm ein. Zum Ausgleich spielt Nils gerne Klavier. Damit habe er während der Promotion angefangen – „Ich wollte gerne ein Instrument lernen.“

Der „normale“ Weg ist nicht immer der beste

Mittlerweile befindet sich Nils im Endspurt. Bald möchte er seine Doktorarbeit abgeben. Wenn er auf die letzten Jahre zurückblickt, ist Nils sehr froh, dass er nicht direkt promoviert hat, sondern zuerst in die Industrie gegangen ist: „Ich glaube, ich hätte es dann mehr als Mittel zum Zweck gesehen, versucht möglichst schnell fertig zu werden und die Zeit weniger genossen.“ An der Uni habe man sehr viele Freiheiten, die man in der Industrie nicht habe. „Mir sind die Vorteile bewusst, weil ich zuvor schon die Arbeit in der Industrie kennengelernt habe.“

Nach der Promotion möchte er aber in jedem Fall wieder in der Industrie arbeiten. An sich würde er ganz gerne im Quantencomputing-Bereich bleiben, aber es sei auch nicht unbedingt notwendig – er könne sich eben für viele Dinge begeistern.  Auch das „wo“, ob er weiterhin in München bleibt oder ob es ihn doch nochmal in die große weite Welt zieht, ist noch offen. Was für München spräche, wäre die Nähe zu den Bergen. Denn was Nils gerne macht, ist Gleitschirmfliegen. Wenn es Zeit und Wetter erlauben, schnallt er seine Ausrüstung auf den Rücken und rauf geht es auf den Berg. Dass es sich hierbei um ein actiongeladenes Hobby handle, findet er nicht, für ihn bringt es Entspannung: „In der Luft bin ich für mich selbst.“ Besonders gerne mag er den Wallberg. Loslaufen, schneller werden, abheben – und dann genießt er den schönen Ausblick von oben auf den Tegernsee.
 

Veröffentlicht am 28. März 2025; Interview am 6. Februar 2025.