Quantensimulation und numerische Techniken
Simulationen und numerische Techniken sind das Herzstück für die optimale und effiziente Nutzung zukünftiger Quantensysteme.
Denn zum einen sind Simulation, Leistungsvergleich (Benchmarking) und Kontrolle von Viel-Qubit-Systemen unerlässlich, um Quantensysteme der Zukunft mit einer hohen Qubit-Anzahl zu entwickeln. Zum anderen werden Hybrid-Simulationen, die klassische und quantenbasierte Ansätze vereinen, mit optimierten numerischen Techniken in Physik, Chemie, Biologie und anderen Forschungsfeldern einen Beweis für die Verwendbarkeit von Quantencomputern neben klassischen Computern liefern. Dies wird völlig neue Wege in der Wissenschaft eröffnen und es ermöglichen, Probleme zu lösen, die heute nicht zu bewältigen sind.
In der Quantentechnologie will die Helmholtz-Gemeinschaft die Simulation als dritte Säule neben Theorie und Experiment stärken. Kurzfristiges Ziel ist es Algorithmen, Methoden und Werkzeuge für bahnbrechende Berechnungsmöglichkeiten zur Lösung bisher unlösbarer Rechenprobleme in Wissenschaft und Industrie zu entwickeln. Langfristig soll in gemeinsamer Anstrengung aller Helmholtz-Zentren ein breit einsetzbares Softwarepaket entwickelt werden, das einer großen Forschergemeinde verschiedener Disziplinen hilft, effiziente Quantenberechnungen durchzuführen.
