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Founda­ti­ons

Die Quanten­theo­rie wirft auf konzep­tio­nel­ler und mathe­ma­ti­scher Ebene Fragen auf, etwa das Messpro­blem oder die Fragen, ob Wellen­funk­tio­nen kolla­bie­ren oder sich Univer­sen verzwei­gen. Indem das Fachge­biet die Grenze zwischen quanten­me­cha­ni­scher und klassi­scher Logik bestimmt, klärt es zugleich die Ursprünge des Quanten­vor­teils. Dazu gehört auch die Unter­su­chung der Quanten­kom­ple­xi­tät und der Dequan­ti­sie­rung, die helfen, genau zu identi­fi­zie­ren, welche quanten­spe­zi­fi­schen Eigen­schaf­ten es Compu­tern ermög­li­chen, klassi­schen Rechnern überle­gen zu sein.

 

 

Themen im Teilgebiet Founda­ti­ons

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Quanten­me­cha­ni­sche Komple­xi­täts­theo­rie (z.B. BQP)

Dieses Gebiet klassi­fi­ziert, wie schwie­rig rechne­ri­sche Probleme für Quanten­com­pu­ter sind. Es konzen­triert sich auf.…

Dequantisierung(z.B. Dynami­cal Lie Algebra)

Wenn für einen Quanten­al­go­rith­mus ein exponen­ti­el­ler Geschwin­dig­keits­vor­teil gegen­über klassi­schen Verfah­ren behaup­tet wird, versu­chen Forschende, …

Maße und Metri­ken für den Quanten­vor­teil (z.B. Magic, Entan­gle­ment) and Erklärbarkeit

Um nachzu­wei­sen, dass ein Quanten­com­pu­ter „besser“ ist als klassi­sche Rechen­ver­fah­ren, werden Metri­ken wie…

Zerle­gung und Rekon­struk­tion von Quanten­schal­tun­gen (Circuit Cutting/Knitting)

Um ein großes Programm auf kleiner Hardware auszu­füh­ren, wird bei der…

Quanten­tomographischen Methodne

Bei quanten­tomographischen Metho­den: handelt es sich um Verfah­ren zur Rekon­struk­tion des unbekann­ten Zustands eines Quanten­sys­tems oder der…

Entwurf von Quanten­schal­tun­gen und Suche nach Quantenarchitekturen

Anstatt Quanten­schalt­kreise manuell zu entwer­fen, nutzt die…

Klassi­sche Optimie­rungs­ver­fah­ren (z. B. Quantum Natural Gradient/Descent)

Auch auf Quanten­hard­ware ist das „Gehirn“, das die Optimie­rung steuert, in der Regel…

Mehr ausgewählte Quantencomputing-Software:

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Software für Quantencomputing-Hardware

Software für Quanten­computing-Hardware bildet die Schicht zwischen high-level Algorith­men und den physi­ka­li­schen Qubits. An der Spitze des…

Quantum Simula­tion of Quantum Systems

Die Quanten­si­mu­la­tion von Quanten­sys­te­men befasst sich mit der Model­lie­rung wechsel­wir­ken­der quanten­me­cha­ni­scher Teilchen, bei der klassi­sche Metho­den aufgrund…

Quantum Machine Learning

Quantum Machine Learning (QML) unter­sucht, wie Quanten­com­pu­ter daten­ge­trie­bene Modelle verbes­sern oder erwei­tern können. Klassi­sches Machine Learning reprä­sen­tiert Daten als Bitfol­gen und…

Quantum Optimiza­tion

Quantum Optimiza­tion unter­sucht, wie Quanten­com­pu­ter zur effizi­en­te­ren Lösung komple­xer Optimie­rungs­pro­bleme einge­setzt werden können. Klassi­sche Optimie­rung beschreibt solche Probleme häufig als…

Quantum Errror Correction

Quanten­feh­ler­kor­rek­tur (Quantum Error Correc­tion, QEC) bildet die archi­tek­to­ni­sche Grund­lage für zuver­läs­si­ges Quanten­rech­nen, da sie der…

Crypt­ho­gra­phie

Die heute gängi­gen Verschlüs­se­lungs­ver­fah­ren, mit denen der Großteil des Inter­net­ver­kehrs abgesi­chert wird, beruhen auf der…,

Quantum Software Engineering

Quantum Service Enginee­ring bezeich­net die Anwen­dung service­ori­en­tier­ter Ingenieur­prin­zi­pien, ‑metho­den und ‑werkzeuge auf die Konzep­tion, Imple­men­tie­rung und Bereit­stel­lung von Quantencomputing‑Fähigkeiten, die als…

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