Forschende entwickeln Bauplan für Quantensoftware

Agentic AI platform
Bild: ©KanawatTH/stock.adobe.com

Quantencomputer könnten künftig komplexe Probleme lösen, an denen heutige Rechner scheitern, etwa bei der Entwicklung neuer Materialien oder der Planung von Lieferketten. In einer Pressemitteilung verweist das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) darauf, dass die Systeme allerdings störanfällig und vor allem in Forschungslaboren im Einsatz sind. Außerdem fehlen Standards für die Softwareentwicklung. Im Forschungsprojekt FullStaQD, das vom Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO geleitet wird, wollen Forschende des KIT und des FZI Forschungszentrums Informatik nun eine ganzheitliche Referenzarchitektur für Quantensoftware entwickeln.

Diese soll als gemeinsamer Bauplan für zukünftige Anwendungen auf unterschiedlicher Quantenhardware dienen, also die Entwicklung von Quantensoftware von Beginn an auf eine einheitliche Grundlage stellen.

Software für Computer, die es noch nicht gibt

Als Problem beschreiben die Beteiligten das Fehlen gemeinsamer Standards, nicht nur für die Hardware, auch für die Software. „Die Quantencomputing-Softwarelandschaft ist stark fragmentiert. Viele Softwarelösungen sind deshalb eng an eine bestimmte Hardware gebunden“, sagt Projektleiter Philipp Kunst vom Fraunhofer IAO. Entwickelt sich die Technologie weiter, müssen häufig auch die Programme angepasst werden. Gleichzeitig entstehen immer neue technische Ansätze für Quantencomputer. „Das erschwert die Zusammenarbeit und macht es schwierig, Software langfristig weiterzuentwickeln.“

„Wir wollen vermeiden, dass sich die Softwarekrise der 1960er-Jahre wiederholt“, sagt Professorin Ina Schaefer vom Institut für Informationssicherheit und Verlässlichkeit (Kastel) des KIT. Damals standen leistungsfähige Computer zur Verfügung, es fehlte jedoch an ausgereifter Software, um sie zu nutzen.

Steckdose als Beispiel

Das Team von Schaefer entwickelt deshalb statt einer Software für einen bestimmten Quantencomputer einen Bauplan, der beschreibt, wie unterschiedliche Quantencomputer und Software künftig zusammenarbeiten können. Wie das funktioniert, erklärt Schaefer anhand eines Alltagsbeispiels: „Niemand weiß heute, welche Geräte in 20 Jahren an einer Steckdose angeschlossen werden. Trotzdem gibt es Standards für Steckdosen und Stecker. Sie legen nicht fest, welches Gerät gebaut wird, sondern nur, wie Geräte und Stromversorgung zusammenarbeiten.“

Nach diesem Prinzip funktioniert auch die neue Referenzarchitektur: „Wir definieren keine bestimmte Quantenhardware und keine konkreten Anwendungen. Stattdessen beschreiben wir, welche Aufgaben die einzelnen Ebenen eines Quantensoftwaresystems übernehmen und wie sie miteinander kommunizieren“, sagt Schaefer. Die Architektur bleibt damit offen für künftige technologische Neuerungen. Zugleich schafft sie eine Grundlage, auf der mehrere Teams gemeinsam größere Softwaresysteme entwickeln können.

Unabhängige Entwicklung von Anwendungen und Hardware

Wie die Beteiligten weiter erklären, gliedert die Referenzarchitektur Quantensoftware in drei Ebenen: Anwendungen, Systemfunktionen und Hardware. Auf der Anwendungsebene entstehen Programme für konkrete Aufgaben, etwa in der Logistik oder Materialforschung. Die Hardwareebene umfasst den Quantenrechner. Dazwischen liegt die Systemebene, die beide Bereiche miteinander verbindet.

Seiten: 1 2



  • Wirtschaft wünscht sich künstliche Intelligenz aus Deutschland

    Wirtschaft wünscht sich künstliche Intelligenz aus Deutschland

    Deutschlands Unternehmen wünschen sich mehr generative künstliche Intelligenz ‚made in Germany‘.

    mehr lesen: Wirtschaft wünscht sich künstliche Intelligenz aus Deutschland

  • Sicherheit, Effizienz und Nutzerkomfort per Klick verbessern

    Sicherheit, Effizienz und Nutzerkomfort per Klick verbessern

    Computerspiele wie etwa Grand Theft Auto V bestehen aus rund 10 bis 30 Millionen Zeilen Code.

    mehr lesen: Sicherheit, Effizienz und Nutzerkomfort per Klick verbessern

  • Millionen-Investment für UpNano

    Millionen-Investment für UpNano

    UpNano aus Wien gibt den Abschluss einer Serie-A-Finanzierungsrunde in Höhe von 7Mio.€ bekannt, die gemeinsam vom AWS Gründungsfonds – einem von der Republik Österreich unterstützten Risikokapitalfonds – Novacapital und IGO…

    mehr lesen: Millionen-Investment für UpNano

  • Im PwC Maschinenbau-Barometer überwiegt der Pessimismus

    Im PwC Maschinenbau-Barometer überwiegt der Pessimismus

    Ob Konjunkturerwartung, Umsatzprognosen oder Kapazitätsauslastung – alle wichtigen Kennzahlen aus aktuellen Maschinenbau-Barometer der Wirtschaftsprüfungs- und Beratungsgesellschaft PwC Deutschland zeugen von einer weiteren Negativentwicklung der Branche.

    mehr lesen: Im PwC Maschinenbau-Barometer überwiegt der Pessimismus

  • KI-Markt nähert sich bis 2027 der Billionen-Dollar-Marke

    KI-Markt nähert sich bis 2027 der Billionen-Dollar-Marke

    Der weltweite Markt für Hardware und Software im Bereich künstliche Intelligenz (KI) wird nach Schätzungen der Unternehmensberatung Bain & Company voraussichtlich zwischen 40 und 55 Prozent pro Jahr wachsen und…

    mehr lesen: KI-Markt nähert sich bis 2027 der Billionen-Dollar-Marke

  • Agile Manufacturing verlegt Hauptsitz nach Berlin

    Agile Manufacturing verlegt Hauptsitz nach Berlin

    Die Agile Manufacturing GmbH, ein Anbieter agiler Fertigungssysteme, verlegt ihren Hauptsitz von Lupburg, Bayern, nach Berlin.

    mehr lesen: Agile Manufacturing verlegt Hauptsitz nach Berlin

  • Neuer CEO und General Manager bei Schneider Electric in Lahr

    Neuer CEO und General Manager bei Schneider Electric in Lahr

    Schneider Electric hat seit dem 1. Juli mit Yusuf Pence einen neuen CEO sowie General Manager für den Standort in Lahr.

    mehr lesen: Neuer CEO und General Manager bei Schneider Electric in Lahr

  • Neuer Präsident für die IFR

    Neuer Präsident für die IFR

    Das Executive Board der International Federation of Robotics (IFR) hat Takayuki Ito zum Präsidenten gewählt.

    mehr lesen: Neuer Präsident für die IFR

  • VDMA Software und Digitalisierung mit neuem Vorstand

    VDMA Software und Digitalisierung mit neuem Vorstand

    Der VDMA Software und Digitalisierung hat einen neuen Vorstand gewählt.

    mehr lesen: VDMA Software und Digitalisierung mit neuem Vorstand

  • Friedhelm Loh Group beruft Niko Mohr in den Vorstand

    Friedhelm Loh Group beruft Niko Mohr in den Vorstand

    Die Führungsspitze der Friedhelm Loh Group hat ein neues Mitglied: Prof. Dr. Niko Mohr (Bild) erweitert zum 1. November 2024 den Vorstand der Gruppe.

    mehr lesen: Friedhelm Loh Group beruft Niko Mohr in den Vorstand

  • BSI sieht Cybersicherheit durch CRA signifikant gestärkt

    BSI sieht Cybersicherheit durch CRA signifikant gestärkt

    Saugroboter, smarter Katzenfutterautomat, die meisten Apps auf mobilen Geräten oder Smart-TVs – die steigende Zahl vernetzter Hard- und Softwareprodukte bringt neben Komfort und Automation auch Risiken und neuartige Angriffsvektoren.

    mehr lesen: BSI sieht Cybersicherheit durch CRA signifikant gestärkt

  • Pavel Boháč wird Aimtec-CEO

    Pavel Boháč wird Aimtec-CEO

    Der Digitalisierungsspezialist Aimtec ernennt Pavel Boháč (35) zum neuen CEO. Er folgt auf die Unternehmensgründer Jaroslav Follprecht und Roman Žák, die nun als Aufsichtsräte fungieren.

    mehr lesen: Pavel Boháč wird Aimtec-CEO