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Quantencomputing zugänglich gemacht: Qrisp High-Level-Programmierframework veröffentlicht

News vom 08. Mai 2023

Mit der steigenden Nachfrage nach Quantencomputern wächst auch der Bedarf an leistungsfähigen und benutzerfreundlichen Werkzeugen für die Programmierung von Quantensystemen. Zu diesem Zweck haben Wissenschaftler des Geschäftsfelds Quality Engineering bei Fraunhofer FOKUS Qrisp entwickelt und veröffentlicht, ein High-Level-Programmier-Framework, das es Entwicklern leicht macht, effiziente und skalierbare Quantenalgorithmen zu schreiben.

Das Qrisp-Framework ermöglicht es Entwicklern durch eine Reihe von Funktionen Quantencode mit Leichtigkeit zu schreiben. Der High-Level-Qrisp-Code lässt sich bis auf die Ebene der Quantenschaltkreise kompilieren, und ist damit mit den meisten heutigen physischen Backends, welche Quantenschaltkreise verwenden, vollständig kompatibel. Durch die Automatisierung eines Großteils der Low-Level-Codierungsaufgaben, wie z. B. die Gate-by-Gate-Assembly oder die Qubit-Verwaltung, zielt Qrisp darauf ab, das Forschungsgebiet Quantencomputing für ein breites Publikum von Entwicklern zu öffnen. Dazu gehören eine benutzerfreundliche Syntax, umfassende Dokumentation, und die Unterstützung gängiger Programmierparadigmen wie Variablen, if-Bedingungen, Loops, und vieles mehr. Aufgrund seiner nahtlosen Einbettung in die Python-Infrastruktur ist Qrisp mit vielen industriellen und wissenschaftlichen Bibliotheken wie Numpy, Networkx oder TensorFlow interoperabel.

Obwohl sich Qrisp noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet, konnten die FOKUS-Wissenschaftler bereits die Vorteile der ausgeklügelten Ressourcenmanagement-Infrastruktur aufzeigen: Mit Qrisp-Strukturen wie Quantenvariablen und Quantenarrays ist es möglich, das Travelling-Salesman-Problem mit besserer Ressourcenskalierung zu lösen als jedes bisher bekannte Konzept.

Nutzerinnen und Nutzer können diesen Ansatz im Tutorial-Bereich selbst erfahren und testen - sie erfordert weniger als 100 Zeilen Code!

Qrisp kann als Open-Source-Codebasis auf PyPi und GitHub kostenlos installiert werden. Qrisp wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.