Quantum Algorithms for Application, Cloud & Industry (QACI)

Die im Rahmen des QACI-Konsortiums (Quantum Algorithms for Application, Cloud & Industry [dt.: Quantenalgorithmen für Anwendungen, Cloud und Industrie]) untersuchten Anwendungen reichen von Optimierungsaufgaben in kommerziellen Anwendungen über die Simulation von Quantensystemen für die chemische, pharmazeutische oder Batterieforschung bis hin zu maschinellem Lernen mit Quanten zur Betrugserkennung. Gemeinsam mit Industriepartnern aus verschiedenen Bereichen wie Infineon, DATEV, Airbus, BMW oder Roche, die als assoziierte Partner an MQV-assoziierten Projektanträgen teilnehmen, werden Use-Cases identifiziert.

Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Implementierung und Evaluierung von NISQ-kompatiblen Variations- oder Kernel-basierten Algorithmen, um einen potentiellen Quantenvorteil bereits auf bestehender verrauschter Hardware zu identifizieren. Für die zugrunde liegende Theorie wird das QACI-Konsortium eng mit dem THEQUCO-Konsortium zusammenarbeiten.

Bei den Entwicklungswerkzeugen und -prozessen steht das QACI-Konsortium vor der Herausforderung, die Entwicklung von Quantensoftware für Nicht-Experten so einfach wie möglich zu gestalten und gleichzeitig hochleistungsfähige Implementierungen von Quantenalgorithmen sowie Evaluierungs- und Verifizierungswerkzeuge zu schaffen, die auf spezifische Anwendungsfälle zugeschnitten sind. Zu diesem Zweck werden gemeinsame Kernmethoden und Datenstrukturen auf der Basis von Tensornetzen und Entscheidungsdiagrammen entwickelt, die eine anwendungsspezifische Schaltungsoptimierung, eine automatisierte Problemanalyse und erste Konzepte des Trusted Quantum Computing ermöglichen.

Schließlich wird in enger Zusammenarbeit mit dem Q-DESSI-Konsortium ein bayerisches Quantenportal eingerichtet, das den Zugang zu entfernter, kommerzieller Quantencomputer-Hardware sowie zu einem Simulator-Portfolio ermöglicht.