SEQUOIA End-to-End

Die Quanteninformatik bietet ein großes Potenzial, um klassische Berechnungen, die auf aktuellen Höchstleistungsrechnerinfrastrukturen (HPC) laufen, auf eine neue Ebene zu heben. Obwohl die Quanteninformatik noch in den Kinderschuhen steckt, ermöglichten die ersten Quantencomputer (QC), wie der IBM Q System One, der Wissenschaft und der Industrie, mit der Entwicklung spannender Lösungen zu beginnen, die auf derzeitigen Computersystemen nicht realisierbar sind.

Das Projekt SEQUOIA End-to-End wird es der Forschung und Industrie ermöglichen, die Möglichkeiten, die das Quantencomputing bietet, zu bewerten und sie gemeinsam in realen Szenarien aus einer Vielzahl von Anwendungsbereichen wie Fertigung, Robotik, Energie, Mobilität und dem Gesundheitssektor zu testen. SEQUOIA End-to-End konzentriert sich auf drei Schlüsselbereiche:

Transparenz und Weiterentwicklung des Quantensoftware-Entwicklungsprozesses

Ziel ist die Bewältigung aktueller Herausforderungen, die im derzeitigen Entwicklungsprozess identifiziert wurden, der mit der Identifizierung eines industriellen Quantencomputer-Anwendungsfalls beginnt, mit der Auswahl eines optimalen QC-Algorithmus fortgesetzt wird und mit der Ausführung auf einem Quantencomputer sowie der Auswertung und Interpretation der Ergebnisse endet. Hier ist der problembezogene Entwurf von Algorithmen für hybride Anwendungen der Schlüssel.

Quanten-Software-Engineering

Es ist von großer Bedeutung, einfach zu verwendende Werkzeuge, Toolchains, Ansätze, Best Practices und systematisches Design während des gesamten Entwicklungsprozesses zu entwickeln und einzusetzen.

End-to-End-Lösungen

Das Projekt soll acht industrielle Anwendungsfälle umsetzen, die in den Bereichen Produktion, Logistik, Maschinenbau und Automotive identifiziert wurden. Daraus werden Demonstratoren und anwendungsspezifische Benchmarks entwickelt und ein Wissenstransfer in die Industrie und Gesellschaft erreicht.

Ein Hauptziel von SEQUOIA End-to-End ist es, die Engpässe im gesamten Quantensoftware-Entwicklungsprozess transparent zu machen und mithilfe von ganzheitlichem Quantensoftware-Engineering performante, automatisierte und kontrollierbare End-to-End-Lösungen zu erforschen und bereitzustellen, um den industriellen Einsatz von hybriden Quantenanwendungen und -algorithmen in Zukunft zu ermöglichen.

Die Beiträge des HLRS zu SEQUOIA End-to-End zielen darauf ab, den Weg für hybride Lösungen zu ebnen, die von der Integration von HPC, KI und Quantencomputing profitieren.