Quantensoftwareentwicklung

30 Präsenzstunden Vorlesung, 30 Präsenzstunden Praktikum, 45 Stunden Vor-/Nachbereitung des Praktikums, 45 Stunden Nachbereitung der Vorlesung und Prüfungsvorbereitung

Programmierkenntnisse (Python), Lineare Algebra

Kenntnis der Prinzipien der Quanteninformatik; Die Fähigkeit, zu erkennen, welche Problemstellungen mit Quantencomputern lösbar sind und geeignete Probleme mit dem Quantencomputer zu lösen. Die Studierenden können neue Entwicklungen im Bereich Softwareentwicklung auf verschiedenen Plattformen (IBM, Google, AWS, Azure) einordnen und kritisch bewerten.

Einführung in die Quanteninformatik; Programmierung einfacher Quantenalgorithmen (Quanten-Fourier-Transformation, Such-Algorithmus); Funktionsweise von Quantencomputern unter Berücksichtigung ihrer Fehleranfälligkeit. Fehlerkorrektur; Algorithmen für Quantenchemie, Quantum Machine Learning, Optimierung, Graphentheorie; Programmierung von Hybridalgorithmen (z.B. Quantum Approximate Optimization Algorithm).

Im Praktikum werden anhand von beispielhaften Anwendungen die erlernten Verfahren eingeübt und Anwendungen für folgende Bereiche auf einem Quantencomputer realisiert: z. B. Künstliche Intelligenz, Finanzen, Chemie.

Tafel, Folien oder Beamer

Website: https://qiskit.org; J. D. Hilary: Quantum Computing: An Applied Approach, Springer; Ch. Corbett Moran: Mastering Quantum Computing with IBM QX, Packt; Website: https://cirq.readthedocs.io/en/stable/#