Quantencomputing für Skalierbares Datenmanagement

• Antragsteller: Dr. Manuel Schönberger
• Fachliche Zuordnung: Datenmanagement, datenintensive Systeme, Informatik-Methoden in der Wirtschaftsinformatik
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 575573918

Aufgrund der wachsenden Herausforderung stetig zunehmender Datenverarbeitungsmengen hat die Datenmanagement-Forschung mit der Analyse neuartiger Hardwaretypen und Prozessparadigmen begonnen und im Zuge dessen Quantencomputing als besonders vielversprechendes, neuartiges Rechenparadigma identifiziert. Während künftige, ausgereifte Quantensysteme durch Ausnutzung quantenmechanischer Phänomene signifikante Beschleunigungen gegenüber herkömmlichen Systemen erzielen können, unterliegen gegenwärtige prototypische Quantenrechner jedoch substantiellen Limitationen. Insbesondere die geringe Anzahl verfügbarer Quantenbits stellt eine Hürde für ihre Skalierfähigkeit dar, weshalb bisherige Ansätze des Quanten-Datenmanagement auf kleine Problemgrößen beschränkt sind. In diesem Projekt sollen daher Methoden entwickelt werden, welche den Einsatz von Quantentechnologien für große Datenmengen insbesondere im Rahmen industriell relevanter Problemstellungen des Datenmanagements ermöglichen. Unter anderem soll durch (1) den Einsatz effektiver Techniken zur Problem-Partitionierung, (2) Methoden zum Filtern und effizienten Explorieren sehr großer Lösungsräume sowie (3) die Anwendung adaptiver und hybrider Optimierverfahren Skalierfähigkeit jenseits der inhärenten Kapazitätsgrenzen verfügbarer Quantenrechner ermöglicht werden. Weiterhin sollen prototypische Limitationen aktueller Quantensysteme anhand Methoden des Hardware-Software Co-Design abgemildert werden, indem Algorithmen und Quantenhardware im Zuge ganzheitlicher Betrachtungen ideal aufeinander abgestimmt werden. Dadurch sollen hocheffiziente Algorithmen entwickelt werden, die Quanten-Datenmanagement für große Datenmengen ermöglichen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Immanuel Trummer