23.09.2019

Quantenrechnen in der Cloud

Quantenalgorithmen lassen sich über Google-Framewirk Cirq auf Innsbrucker Quantencomputern ausführen.

Das Programmieren von Quantencomputern unterscheidet sich grundlegend von den heute verwendeten Methoden und erfordert daher neue Programmier­sprachen. Eine Zusammenarbeit von Alpine Quantum Technologies (AQT) und der Universität Innsbruck ermöglicht den direkten Zugriff auf den Ionenfallen-Quantencomputer in Innsbruck über Cirq. Cirq ist ein von Google entwickeltes Framework, das sich auf die Entwicklung und Implementierung von Quanten­algorithmen konzentriert. Mit Cirq können Quanten­algorithmen für die verschiedenen Hardware­architekturen, supraleitende Elektronik und gespeicherte Ionen untersucht werden.

 

Abb.: (v.l.) Peter Zoller (Uni Innsbruck), Markus Hoffmann (Google) und Thomas...
Abb.: (v.l.) Peter Zoller (Uni Innsbruck), Markus Hoffmann (Google) und Thomas Monz (AQT; Bild: M. R. Knabl)

Mehrere Forschungseinrichtungen und Unternehmen arbeiten an der Realisierung von Quanten­computern. Es gibt mehrere physikalische Plattformen, auf denen sich ein zukünftiger Quanten­computer aufbauen lässt. AQT verfolgt einen Ansatz basierend auf gefangenen Ionen und Google favorisiert supraleitende Elektronik. Jeder Ansatz weist unterschiedliche Funktionen und Einschränkungen auf, die sich in der Regel in verschiedenen, vom Gerät abhängigen Programmier­sprachen widerspiegeln. Diese Mischung von Programmier­sprachen erschwert es Softwareentwicklern und Programmierern, diese Quantencomputer-Prototypen zu verwenden und die Fähigkeiten verschiedener Architekturen zu erkunden.

Cirq, ein von Google entwickeltes Python-Framework, dient zum Erstellen, Bearbeiten und Aufrufen von NISQ-Schaltkreisen (Noisy Intermediate Scale Quantum). Markus Hoffmann von Google München erklärt: „Es ist toll zu sehen, wie Cirq im Geiste der Open Source-Lizenz Apache 2.0 eingeführt und für weitere Hardwareplattformen zugänglich gemacht wurde. Die Bibliothek unterstützt mehrere Hardware-Architekturen, die auf supraleitenden elektronischen und atomaren Systemen basieren. Jetzt können Forscher und Industriepartner ihre Quanten­software problemlos auf den Innsbrucker Quanten­computern ausführen. Schüler und Studierende sind in der Lage, ihr Wissen zum Ausführen von Quanten­algorithmen auf tatsächlicher Hardware aufzubauen.”

Diese Bemühungen kommen neben der Forschung auch dem Quantencomputer-Startup AQT in Österreich zugute. CEO Thomas Monz freut sich, „eine so einfache und effektive Schnittstelle zwischen internationalen Quanten-Software-Entwicklern und unserer in Innsbruck ansässigen Quanten-Computer-Infrastruktur bereitzustellen, um die Realisierung einer ganzen Sammlung von Quanten­anwendungen für Forschungs- und Industrie­partner zu ermöglichen.“ Philipp Schindler an der Universität Innsbruck ist überzeugt, dass die Schnittstelle neue Kooperationen mit Forschungspartnern auf der ganzen Welt ermöglichen wird.

AQT ist ein in Innsbruck ansässiges Quanten­computer-Startup, das auf jahrzehntelanger experimenteller und theoretischer Expertise auf dem Gebiet der Quanteninformations­verarbeitung aufbaut. Das Ziel von AQT ist es, Quanten­technologien aus einer Labor­umgebung herauszuholen und diese Technologien in Alltags­produkte umzuwandeln. Das langfristige Ziel ist ein Quanten­computer, der auf gespeicherten Ionen basiert und problemlos von jedem PC oder Laptop aus bedient werden kann.

U. Innsbruck / DE

 

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