Mit Quantencomputern sind große Hoffnungen verbunden: Sie sollen zukünftig dabei helfen, komplexe Berechnungen in deutlich kürzerer Zeit zu ermöglichen, als es »klassische« Computer können. Dadurch sind sie theoretisch in der Lage, Verschlüsselungen zu knacken, das menschliche Gehirn umfassend zu simulieren, bei der Optimierung von Verkehrsprognosen zu helfen oder die Entwicklung von Batterien bzw. neuen Materialien in Chemie- und Pharmaindustrie zu beschleunigen.

Damit solche Anwendungen Realität werden, arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von Fraunhofer FOKUS an der Entwicklung einer speziellen Middleware für Quantencomputer, der Adaptierung von Quantenalgorithmen an die Anforderungen von Entwicklern und Softwareentwicklungsmethoden sowie an der Bereitstellung geeigneter APIs (Application Programming Interfaces). Auch das Thema »Quantencomputing as a Service« – also die Bereitstellung von quantenbasierten Diensten über eine Cloud – ist ein Schwerpunkt ihrer Forschungsarbeit. Dabei achten sie besonders auf die Sicherheit und den Datenschutz von Quantencomputing-Anwendungen.

Bei ihrer Forschung spielt das Thema Qualität eine besondere Rolle. Daher haben die Wissenschaftler erste Ansätze für die kontinuierliche Qualitätssicherung bei der Entwicklung und dem Betrieb von Quanten-basierten Systemen entwickelt. Dieser als Quantum DevOps bezeichnete Ansatz wird im Paper »Quantum DevOps« beschrieben und auf internationalen Konferenzen vorgestellt. Aktuell erfolgt eine Evaluierung in verschiedenen Experimenten, um den Mehrwert eines integrierten Entwicklungs- und Betriebsansatzes für Quanten-basierte Systeme nachzuweisen.

Bei den geplanten Aktivitäten der Gruppe spielen die zukünftigen Standards im Bereich Quantencomputing eine entscheidende Rolle. Daher sind die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schon in dieser frühen Phase an der Definition verschiedener Standardisierungsroadmaps auf Europäischer Ebene beteiligt.

Darüber hinaus wird angestrebt, erste Anwendungsszenarien im Rahmen von Smart Cities zu identifizieren und umzusetzen. Das neu gegründete Team wird in den nächsten Monaten weiter verstärkt.