Innovationskonzept Quantencomputing Software Stack

Quantencomputing ist ein junges, aber schnell wachsendes Forschungs- und Entwicklungsfeld, die erwartete Bedeutung von Wissensgenerierung und Vorbereitung der Anwendungsfähigkeit in diesem Gegenstandsbereich ist hoch. Jedoch ist die Vorbereitungszeit für die Integration von Quantencomputing in Unternehmen aufgrund der Komplexität dieser Technologie länger als bei klassischen Computing-Technologien.
Eine der zentralen Herausforderungen besteht darin, bestehendes Wissen über die verschiedenen Schichten des Quantencomputing Software Stacks in ein durchgängiges, kommunizierbares Framework zu überführen. Darüber hinaus muss die Schnittstellenthematik prioritär bearbeitet und Quasi-Standardisierungen entwickelt werden. Der Quantencomputing Software Stack umfasst die geschichtete Struktur aller Komponenten, die zur Entwicklung, zum Betrieb und zum sinnvollen Einsatz von Quantencomputern nötig sind – von der Hardware bis zur Anwendung, von der Forschung bis zur Industrie.

Entlang der State-of-the-Art Analysen und Visionen wird ein Tableau von Forschungs- und Entwicklungsfragen formuliert werden, das die prioritären Forschungsbedarfe zur Realisierung des Innovationskonzepts adressiert. Schließlich ist die Harmonisierung der inter- und transdisziplinären Perspektiven in einem konsistenten Innovationskonzept von großer Bedeutung.

Das Projekt verfolgt einen mehrstufigen Ansatz:

1. Kartierung und Bestandsaufnahme existierender konzeptioneller und technischer Infrastrukturen.
2. Entwicklung einer interdisziplinären Vision für ein zukunftsweisendes Architektur-Framework.
3. Präsentation und kritische Prüfung der Vision in Workshops mit Stakeholdern.
4. Erstellung eines Entscheidungs-Tableaus für das Leitprojekt.
5. Entwicklung und Vorstellung des ausformulierten Innovationskonzepts QCNext.

Die breite Einbindung der Community im aufstrebenden Quanten-Ökosystem ist ein zentraler Bestandteil der Konzeptentwicklung und des Vorgehens, um fachliche Belastbarkeit und Akzeptanz sicherzustellen.

In diesem Vorprojekt wird ein umfassendes Innovationskonzept erarbeitet, das aufzeigt wie ein einheitliches, breit geteiltes Framework des Quantencomputing Software Stacks zu entwickeln ist. Die nahtlose Integration der verschiedenen Schichten des Quantencomputing Software Stacks wird insbesondere durch Schnittstellen-Lösungen und Standardisierung ermöglicht, von der Hardware zur Anwendung als auch aus den Use Case Interessen der Anwender heraus. Das Innovationskonzept StaQC trägt zur Entfaltung der Potenziale der Quantentechnologien aus dem Labor in die Anwendung (»Lab to Fab«) bei und bildet die Grundlage für die Gestaltung des Leitprojekts »QC Next«.