Quantengenerative Modelle für industrielle Simulationssysteme

Motivation

Quantencomputing befindet sich derzeit in einem Spannungsfeld: Während Supremacy-Experimente das enorme Potenzial der Technologie demonstrieren, zeigen Versuche zur praktischen Nutzung, wie groß der Abstand zu industrierelevanten Vorteilen noch ist. Ziel dieses Vorhabens ist es, auf den Erkenntnissen der Quantum-Supremacy-Experimente aufzubauen und diese gezielt so weiterzuentwickeln, dass ihr rechnerisches Potenzial in praktischen Anwendungen genutzt werden kann.

Ziele und Vorgehen

Die Erkenntnisse aus den Quantum-Supremacy-Experimenten, die das enorme Potenzial der Quantentechnologie demonstrieren, sollen in praktisch nutzbringende Quantencomputer-Systeme überführt werden. Dazu wird ein geeigneter Ansatz für die Verwendung von quantengenerativen Modellen entwickelt, um Quantenvorteile in industriellen Anwendungen zu realisieren.

Innovation und Perspektiven

Der Kern der Innovation liegt in der gezielten Verknüpfung von Erkenntnissen aus Supremacy-Experimenten im Quantencomputing mit dem Gebiet des generativen Lernens. Anstatt sich auf die Entwicklung universeller Quantenschaltkreise zu konzentrieren, nutzt der Ansatz spezifische Klassen von Quantenschaltkreisen, wie z.B. IQP-Schaltkreise, die zwar klassisch trainierbar sind, aber dennoch in der Lage sind, hochdimensionale Wahrscheinlichkeitsverteilungen zu erzeugen. Dies reduziert die Anforderungen an die Quantenhardware und eröffnet Möglichkeiten für eine exponentielle Quantenbeschleunigung in praxisrelevanten Szenarien.