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



  • Neues Führungsteam bei Industrie Informatik

    Neues Führungsteam bei Industrie Informatik

    Die Industrie Informatik GmbH, ein Softwareanbieter für die produzierende Industrie, hat ihr Führungsteam neu formiert.

    mehr lesen: Neues Führungsteam bei Industrie Informatik

  • MHP und Ivalua schließen strategische Partnerschaft

    MHP und Ivalua schließen strategische Partnerschaft

    Die Management- und IT-Beratung MHP – A Porsche Company gibt eine strategische Partnerschaft mit Ivalua, einem Anbieter von cloudbasierten Spend-Management-Software, bekannt.

    mehr lesen: MHP und Ivalua schließen strategische Partnerschaft

  • Maschinenbauunternehmen mit durchwachsenen Erwartungen

    Maschinenbauunternehmen mit durchwachsenen Erwartungen

    Ende Juni hat der VDMA 936 Unternehmen zur Einschätzung ihrer aktuellen wirtschaftlichen Lage befragt.

    mehr lesen: Maschinenbauunternehmen mit durchwachsenen Erwartungen

  • Eine Stimme für die Menschen hinter der KI

    Eine Stimme für die Menschen hinter der KI

    Anlässlich des International AI Day am 16. Juli richtet die Technische Universität Berlin den Blick auf ein Interview mit TU-Forscherin Milagros Miceli, Leiterin des Projekts ‚Data Workers‘ Inquiry‘.

    mehr lesen: Eine Stimme für die Menschen hinter der KI

  • Navex baut Präsenz in Deutschland aus

    Navex baut Präsenz in Deutschland aus

    Der Compliance-Spezialist Navex baut seine lokale Präsenz in Deutschland durch ein eingetragenes Büro sowie ein Rechenzentrum in Frankfurt aus.

    mehr lesen: Navex baut Präsenz in Deutschland aus

  • IFS übernimmt TheLoops

    IFS übernimmt TheLoops

    IFS, ein Anbieter von Cloud-Enterprise-Software und industriellen KI-Anwendungen, hat das Unternehmen TheLoops übernommen.

    mehr lesen: IFS übernimmt TheLoops

  • Spectra übernimmt ICP Deutschland

    Spectra übernimmt ICP Deutschland

    Spectra hat die Übernahme von ICP Deutschland bekanntgegeben.

    mehr lesen: Spectra übernimmt ICP Deutschland

  • Neuer CPO für NetApp

    Neuer CPO für NetApp

    NetApp, ein Spezialist für Dateninfrastruktur, hat Syam Nair zum neuen Chief Product Officer (CPO) ernannt.

    mehr lesen: Neuer CPO für NetApp

  • 2028 fehlen dem Arbeitsmarkt 768.000 Fachkräfte

    2028 fehlen dem Arbeitsmarkt 768.000 Fachkräfte

    Die Fachkräftesituation in Deutschland bleibt laut einer Studie des Instituts der deutschen Wirtschaft (IW) angespannt: Demnach werden 2028 bundesweit 768.000 Fachkräfte fehlen.

    mehr lesen: 2028 fehlen dem Arbeitsmarkt 768.000 Fachkräfte

  • Wie die Deutschen zur Automobilindustrie stehen

    Wie die Deutschen zur Automobilindustrie stehen

    87% der Deutschen rechnen einer VDA-Studie zufolge die Autoindustrie zu den Branchen, die für die deutsche Wirtschaft besonders wichtig sind.

    mehr lesen: Wie die Deutschen zur Automobilindustrie stehen

  • Andrew Roszko wird CEO bei Jaggaer

    Andrew Roszko wird CEO bei Jaggaer

    Jaggaer, ein Anbieter von Software für Source-to-Pay und Lieferantenmanagement, beruft Andrew Roszko zum neuen Chief Executive Officer (CEO).

    mehr lesen: Andrew Roszko wird CEO bei Jaggaer

  • Mit dem KI-Cockpit den Überblick behalten

    Mit dem KI-Cockpit den Überblick behalten

    Im Projekt ‚KI-Cockpit‘ hat ein Forschungsteam des Fraunhofer IAO sowie des IAT der Universität Stuttgart gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft Anwendungen entwickelt, die Menschen in herausfordernden Situationen bei…

    mehr lesen: Mit dem KI-Cockpit den Überblick behalten