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Rekord dank Primzahlen
Jülicher Forscher:innen haben einen Weltrekord aufgestellt. Sie simulierten einen Quantencomputer mit 48 Qubits. Dabei geholfen hat ein spezieller Algorithmus: die Zerlegung von Primfaktoren großer Zahlen.
Kristel Michielsen
Die Physikerin nutzt Supercomputer, um die Entwicklung von Quantencomputern voranzutreiben – vor allem, indem sie die Funktionsweise von Quantenrechnern auf Supercomputern simuliert.
Testen und bewerten
In der Vita von Prof. Kristel Michielsen steht ein Weltrekord: Sie und ihr Team haben auf Supercomputern einen Quantenrechner mit 48 Qubits simuliert. Mit solchen Simulationen lassen sich die Rechenschritte eines Quantencomputers nachvollziehen und dessen Rechenqualität bewerten. Sie und ihr Team haben so zum Beispiel die Berechnung überprüft, mit der Googles Quantenprozessor Sycamore den Nachweis der Quantenüberlegenheit erbracht hat.
Das dafür verwendete Simulationsprogramm namens JUQCS-G hat Kristel Michielsen mitentwickelt. Mit diesem sogenannten Emulator lassen sich auch Algorithmen testen, die künftig auf Quantenrechnern laufen sollen. Die Entwicklung solcher Methoden und Modelle gehört zu den Schwerpunkten ihrer Arbeitsgruppe.
„Die Entwicklung von Quantenrechnern ist wie die Fahrt mit einem Heißluftballon. Wir sind gerade am Aufsteigen. Und wir wissen, dass der Ballon irgendwo hinfahren wird – nur die genaue Richtung kennen wir noch nicht.“
Kristel Michielsen
Treibende Kraft
Die Jülicher Expertin arbeitet außerdem daran, Supercomputer mit bereits laufenden Quantenrechnern zu verbinden. Dank solcher Hybrid-Systeme soll schon heute die Rechenleistung von verfügbaren Quantensystemen für erste praktische Anwendungen genutzt werden. Sie ist darüber hinaus eine treibende Kraft hinter der "JUelicher Nutzer-Infrastruktur für Quantencomputing", kurz JUNIQ. Die Nutzerinfrastruktur ermöglicht den Zugriff auf verschiedene Quantensysteme.
Für ihre Forschung hat Kristel Michielsen einen Google Faculty Research Award und den Wim Nieuwpoort Award erhalten.
Reifegrad von Quantencomputern
Gemeinsam mit Thomas Lippert, Direktor des Jülich Supercomputer Centre, hat Kristel Michielsen eine Skala entwickelt, die den Reifegrad der Quantencomputertechnologie beschreibt. Dieser Technology Readiness Level of Quantum Computing Technology (QTRL) orientiert sich an der Bewertung von Raumfahrttechnologien durch die NASA. Die Quantencomputer-Skala reicht von Stufe 1 (Formulierung eines theoretischen Rahmens) bis Stufe 9 (Quantencomputer übertreffen klassische Computer). Derzeit sieht Kristel Michielsen die Entwicklung auf Stufe 5: Es gibt Komponenten, die in einen kleinen Quantenprozessor ohne Fehlerkorrektur integriert sind.
Projekte (Auswahl)
- HPCQS
Verbindung von zwei Quantensimulatoren mit zwei europäischen Supercomputern, darunter Jülichs Superrechner JUWELS - OpenSuperQ
Bau eines europäischen Quantencomputers mit supraleitenden Qubits
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Letzte Änderung: 18.08.2022