QuTeNet Tensornetzwerke

Das Projekt „Quantum Tensor Networks for Quantum Simulations and Artificial Intelligence - Tensornetzwerke“ (QuTeNet Tensornetzwerke) ist eines der Projekte aus der DLR Quantencomputing-Initiative und wird geleitet vom DLR-Institut für KI-Sicherheit in Zusammenarbeit mit den DLR-Instituten für Quantentechnologien und Softwaretechnologie. Im Projekt QuTeNet untersucht das DLR eine spezifische Architektur von Quantenalgorithmen, basierend auf Tensornetzwerken, einer effizienten Darstellung von Quantenzuständen die auch als KI-Struktur Verwendung findet. Dabei werden komplexe Quantenzustände von Mehrteilchensystemen als Netz kleinerer Tensoren dargestellt, die einzeln lokal berechnet und optimiert werden können. Die gemeinsame Grundstruktur ermöglicht den nahtlosen Übergang zwischen Quantensimulation und Quanten-KI und sogar die Übertragung des Problems auf klassische Hardware als Referenz. Damit lassen sich Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen dem klassischen und dem Quantenansatz aufzeigen und deren Anwendungsmöglichkeiten abgrenzen. Neben prinzipiellen Einschätzungen zu lohnenswerten Einsatzgebieten von Tensornetzwerken auf Quantencomputern für Anwendungsprobleme werden im QuTeNet Tensornetzwerke Bewertungsansätze hinsichtlich grundsätzlicher Eignung und numerischer Performance der jeweiligen Methoden und der Umsetzungen für Simulationen von Quantencomputern entwickelt, die über das Projekt hinaus für Tensornetzwerkanwendungen einsetzbar sind. Dafür entwickelt das DLR Tensornetzwerkmethoden auf klassischen Rechnern weiter und überträgt Tensornetze auf Quantencomputer, um Quantensimulationen und KI zu realisieren. Anschließend wird anhand eines Use Cases untersucht, ob sich Quantensimulationen und deren Analyse mit quantenmaschinellem Lernen direkt koppeln lassen und es werden weitergehende Anwendungsperspektiven von Quantentensornetzwerken evaluiert. Im Rahmen der vorliegenden Ausschreibung wird ein Industriepartner(Auftragnehmer) gesucht, der an der Implementierung von Tensornetzwerk-basierten Methoden für Anwendungen im Quantencomputing, im Speziellen für die Umsetzung von Quantenoptimierung, sowie der Umsetzung eines anwendungsrelevanten Use Cases arbeitet. Die ausgeschriebenen Leistungen umfassen die Mitarbeit am Projekt sowie die Erbringung eines Technologietransfers. Einzelheiten sind der den Vergabeunterlagen beigefügten Leistungsbeschreibung zu entnehmen.