Quantum Software Engineering - Quo Vadis?

Abstract

Quantentechnologien und insbesondere Quantencomputing versprechen die effiziente Lösung rechenintensiver Probleme, die auf klassischer Hardware nicht oder nicht effizient gelöst werden können. Bisher liegt ein großer Fokus in der Forschung auf der Entwicklung skalierbarer und fehlertoleranter Quantenhardware Während diese Hardware jetzt zunehmend verfügbar wird, wird diese Hardware jedoch erst effizient nutzbar, wenn auch in der Software gleichermaßen Fortschritte gemacht werden. So wie im klassischen Computing die Wertschöpfung durch Software entsteht, wird auch im Quantencomputing der wirkliche Nutzen erst durch entsprechende Software und Anwendungen entstehen. Es gibt bereits eine Reihe von Assembler- und Gatter-orientierten Sprachen, sowie Simulatoren, mit denen (einfache) Quantenalgorithmen entwickelt und erprobt werden können. Jedoch fehlt es an höheren Programmiersprachen und -werkzeugen, zugehörigen Compilern für komplexe (hybride) Quanten-Rechnerarchitekturen und Software-Entwicklungsmethoden für den Entwurf von Quantenalgorithmen, sowie an Vorgehensweisen für die Strukturierung oder die Qualitätssicherung der entwickelten Quantensoftware. In diesen Vortrag zeige ich auf, wie durch das Software Engineering die notwendigen Beiträge geleistet werden können, um die Weiterentwicklung des Quantencomputings in die breitere Anwendung und die zukünftige Wertschöpfung der Quantentechnologie zu ermöglichen.