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Entwurfsautomatisierungs-Tools und Software für Quantencomputing
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Datum
2024
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Verlag
Gesellschaft für Informatik e.V.
Zusammenfassung
Quantencomputing hat das Potenzial viele Bereiche des 21. Jahrhunderts zu revolutionieren. Trotz stetiger Verbesserungen zugrundeliegender Technologien ist die beste Hardware aber nur so gut wie die verfügbare Software, um entsprechende Anwendungen zu realisieren - eine Lektion aus den letzten fünfzig Jahren Forschung zur Entwicklung klassischer Schaltungen und Systeme. So können wir heute dank der Methoden für die elektronische Entwurfsautomatisierung (EDA) klassische Systeme mit einer immensen Anzahl von Transistoren erstellen, die wir oft als selbstverständlich sehen. Im Vergleich dazu lassen bisher vorhandene Softwarelösungen zum Entwurf und der Optimierung von Quantenschaltungen diese jahrzehntelange Forschung meist ungenutzt. In dieser Dissertation wird dieses latente Potenzial durch die Entwicklung von Entwurfsautomatisierungsmethoden und -software für Quantencomputing nutzbar gemacht. Die vorgestellten Lösungen zeigen signifikante Verbesserungen in Bezug auf Effizienz, Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit. Weiter veranschaulichen sie die enormen Vorteile der Nutzung vorhandenen Wissens und Know-hows im klassischen Schaltungs- und Systementwurf. Alle im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Tools und Softwarelösungen werden als Open-Source-Pakete zur Verfügung gestellt, die bereits über 690000 mal heruntergeladen wurden. Die Arbeit trägt somit erheblich zum Fortschritt des Standes der Technik im Bereich des Quantencomputing bei und zeigt die Bedeutung von Entwurfsautomatisierungsmethoden für zukünftige Fortschritte.