Die Programmierung von Quantencomputern erfolgt über sogenannte Quantum Circuits. Die Prozessierung der Quanteninformation, deren Träger die Qubits darstellen, erfolgt über sogenannte Quantum Gates. Das gezielte Erstellen von Quantum Circuits erfordert ein hohes Maß an Expertise in Quanteninformationtheorie und linearer Algebra. Dahingehend bietet sich die Automatisierung dieses Prozesses mithilfe klassischer Methoden zur automatischen Programmsynthese an.
Beispiel eines Quantum Circuits mit 3 Qubits, sowie Einzel- (H, X) und Zwei-Qubit-Gates
Einsatz:
Durch Anwendung evolutionärer Algorithmen können Quantum Circuits automatisch synthetisiert, optimiert, und mögliche Fehler korrigiert werden [1]. Dabei erlaubt der Einsatz von Multi-Objective Ansätzen, die Kosten zur Ausführung der erstellten Programme auf realen Quantencomputern so gering als möglich zu halten. Die konzipierten Methoden zur automatisierten Programmfindung wurden mit einer Vielzahl von Konfigurationsmöglichkeiten ausgestattet. Die Evaluierung dieser Konfigurationsmöglichkeiten ist ohne den Einsatz eines effizienten Computing Clusters nicht möglich.
Referenzen: