SEQUOIA - Software-Engineering industrieller, hybrider Quantenanwendungen und -algorithmen

Die Potenziale des Quantencomputers nutzbar machen

© mviamonte - iStock

Herausforderung

Quantencomputer stehen an der Schwelle von Theorie zu Praxis. Im Kompetenzzentrum Quantencomputing Baden-Württemberg steht ab 2021 ein IBM Q System One als erster Quantencomputer zur Verfügung. Diese neue Art von Computer bietet hohe Potenziale für Wirtschaft und Forschung. Grund dafür ist die Ermöglichung neuer und effizienterer Lösungsverfahren in vielen Bereichen, beispielsweise in Fertigung, Entwicklung, Industrierobotik und Logistik, Energie, Finanzwirtschaft, Mobilität und Gesundheitswesen.

Um das gewaltige Potenzial der Quantencomputer zu nutzen, sind neue Verfahren und Prozesse des Software Engineering vonnöten. Nicht zuletzt, da in sogenannten hybriden Verfahren die Arbeiten zwischen konventionellem und Quantencomputer richtig aufgeteilt werden müssen.

Methodik

Ausgehend von Anwendungsfällen und Anwenderbedarfen wurden neue Methoden, Werkzeuge und Algorithmen entwickelt. Dazu gehören Quantenalgorithmen sowie Technologien für den Entwicklungsprozess bis hin zur Ausführung von Quantenschaltkreisen. Dies beinhaltet auch Verfahren für die Fehlermitigation sowie standardisierte Schnittstellen. Diese Technologien werden in hybriden Lösungen angewendet, die Quantenalgorithmen mit klassischen Lösungselementen kombinieren.

Demonstratoren zeigen, wie diese hybriden Lösungen neue Möglichkeiten und Potenziale auf fachlicher Ebene realisieren.

Alle Ergebnisse fließen im SEQUOIA Software-Engineering-Modell zusammen, das mit Prozessen und Best Practices als Blaupause für die Umsetzung von Quantensoftware dient.

Zudem werden die Ergebnisse im SEQUOIA-Anwendungszentrum im Rahmen des Kompetenzzentrums »Quantencomputing Baden-Württemberg« kontinuierlich mit zukünftigen Anwendern abgestimmt und einer breiten Fachöffentlichkeit zugänglich gemacht.

Ergebnis

Ziel von SEQUOIA war die Erforschung, Entwicklung und Erprobung neuer Methoden, Werkzeuge und Vorgehensweisen für Quantencomputing, um zukünftig die Nutzung hybrider Quantenanwendungen und -algorithmen durch die Wirtschaft zu ermöglichen. Wesentliche Ergebnisse sind:

  • Aufbau des SEQUOIA-Anwendungszentrums für Quantencomputing.
  • Der SEQUOIA-Komponentenbaukasten mit Softwarekomponenten für hybride Quantenanwendungen und -algorithmen auf der Projekthomepage.
  • Das SEQUOIA-Modell für Quanten-Software-Engineering.

Produkte und Leistungen

 

Landesweites Austauschformat

QuantumBW Colloquium

Ziel des Colloquiums ist es, den wissenschaftlichen Austausch über Hardware- und Algorithmik-Themen im Bereich Quantencomputing zu fördern.

 

Schulungsprogramm Quantencomputing

Die interaktive Schulung bietet einen übergreifenden Einblick von der Theorie bis zur praktischen Programmierung eines Quantencomputers.

 

Quantum Lab

Das QLab fördert den Transfer von Know-how zum Thema Quantencomputing in Unternehmen und Öffentlichkeit. Ob Einstiegs- oder Expertenlevel: Tauchen Sie mit uns ein in die faszinierende Welt der Quanten! 

Mehr zum Thema Quantencomputing

 

Blog

Blogreihe »Quantencomputing«

Die Blogreihe gibt einen Überblick sowie Hilfestellungen und Denkanstöße rund um das innovative Thema Quantencomputing.

 

Forschung

Fraunhofer IAO und Quantencomputing

Hier erhalten Sie einen Überblick über aktuelle Themen, Veranstaltungen und Projekte zum Thema Quantencomputing am Fraunhofer IAO.