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Evaluation und Benchmarking von Quantencomputer-Simulatoren

Quantencomputing verspricht eine fundamentale Beschleunigung der Problemlösung in wichtigen Anwendungsfeldern. Gegenwärtig ist die Anzahl der verfügbaren Quanten-Bits (Qubits) und deren Stabilität jedoch noch stark eingeschränkt. Für die Entwicklung von Algorithmen für Quantencomputer ist es deswegen wichtig, geeignete Simulationswerkzeuge zu besitzen. Dafür existieren verschiedene Methoden, um Quantencomputer auf klassischen Rechnern zu simulieren, und auch etliche Implementierungen diese Methoden in Softwarepaketen.

Ziel der Arbeit ist die kritische Untersuchung und Leistungsmessung von Softwarepaketen zur Quantencomputer-Simulation. Insbesondere soll die Effizienz der Simulation (Geschwindigkeit, Skalierbarkeit) und der Grad der Parallelisierung ermittelt werden.

Ablauf

• Identifikation von Software-Paketen für den Vergleich
• Festlegung von Kriterien für die Evaluation und Benchmarking
• Durchführung der Evaluation und Benchmarking auf Systemen des Lehrstuhls und des LRZ

Voraussetzungen

• Kenntnisse im Bereich Quantencomputing (erworben etwa durch erfolgreiche Teilnahme an der Vorlesung "Einführung in Quantencomputing" und dem "Praktikum Quantencomputing").
• Gute praktische Fähigkeiten im Umgang mit Linux-Rechnern auf der Systemebene und Scripting (SSH, Shell, Terminal, git).
• Kenntnisse im Bereich Hochleistungsrechnen/Parallelrechnen (MPI, OpenMP, Ermittlung von Speedup und Effizienz).

Organisatorisches:

Aufgabensteller:

• Prof. Dr. D. Kranzlmüller

Dauer der Arbeit:

• Bachelorarbeit: 4 Monate

Anzahl Bearbeiter: 1

Betreuer:

• Dr. Karl Fürlinger