Photonisches Quanten-Reservoir Computing

• Antragsteller: Professor Dr. Christopher Gies; Professor Dr. Stephan Reitzenstein
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 490955321

Das übergeordnete Ziel des PhotonicQRC-Projekts ist die Realisierung vom photonischem Quantenreservoir-Computing (QRC), das als voll funktionsfähiges neuronales Netzwerk (NN) unter Nutzung der Quantenphysik arbeitet. Die Nutzung der für die Photonik einzigartigen Vorteile ermöglicht dabei die skalierbare Parallelität, die für die Implementierung von netzwerkbasiertem Computing unerlässlich ist, während die Quantenhardware dem NN die exponentielle Dimensionalität eines Hilbert-Raums verleiht. PhotonicQRC wird die Rolle Frankreichs und Deutschlands in der globalen Landschaft beim neuartigen Quantencomputing stärken, indem (1) Quanten-NN-Architekturen entwickelt werden, die für photonische Hardware optimiert sind, (2) ein grundlegendes Verständnis der Perspektiven und Einschränkungen von QRC auf der Grundlage umfassender theoretischer Untersuchungen unter Berücksichtigung von technologischen und experimentellen Imperfektionen unter Berücksichtigung der photonischen Hardwareplattformen geschaffen wird, (3) Erweiterung der Quantencomputerhardware (QC) durch die Demonstration des einzigartig hardware freundlichen Konzepts des Reservoircomputers (RC) in einem neuartigen Quantenkontext und (4) Einführung von Benchmark-Bewertungen und -Tests zur Demonstration des Quantenvorteils für RC. Die Auswirkungen unseres interdisziplinären Projekts werden daher weit über die QC- und NN-Communities hinausgehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Dr. Daniel Brunner; Professor Dr. Sylvain Gigan