ConAD-QC: Konstruktion fortschrittlicher dynamischer Quantenschaltkreise: Auf dem Weg zur Ressourcenoptimierung und Verbesserung der Wiedergabetreue

• Antragsteller: Professor Dr. Rolf Drechsler; Dr. Abhoy Kole, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Rechnerarchitektur, eingebettete und massiv parallele Systeme
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 559888852

Das Ziel dieses Projekts ist die Erforschung effizienter Syntheseansätze unter Ausnutzung dynamischer Quantenschaltungen, die die Realisierung von Quantenschaltungen mit reduziertem Ressourcenaufwand in Form von Gattern, Qubits und der gesamten Schaltungstiefe ermöglichen, um sie mit höherer Betriebstreue sowohl in monolithischen als auch in distributiven Rechenumgebungen zu simulieren. Konkret werden wir uns in diesem Projekt darauf konzentrieren, Antworten auf die folgenden Fragen zu finden: (i) Welcher Kompromiss ergibt sich für die betrachteten Computerplattformen, die aus einer oder mehreren Quantenverarbeitungseinheiten (QPUs) mit fester Anzahl von Qubits, Beschränkungen für 2-Qubit-Gatter, Verfügbarkeit von Quantennetzwerken und Rauscheigenschaften bestehen? (ii) Wie effizient können wir die semiklassische DQC-Realisierung beliebig großer Quantenoperationen mit einer kleinen Anzahl von Qubits erreichen und dabei ihre operationelle Korrektheit und Simulationstreue auf einer betrachteten Near-Intermediate-Scale-Quantum (NISQ)-Rechenplattform beibehalten? (iii) Wie können wir KI und Techniken des maschinellen Lernens nutzen, um den Entwurf und die Optimierung von dynamischen semi-klassischen Quantenschaltungen zu automatisieren und zu verbessern?

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen