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Quantum Software Ecosystem Design

Basermann, Achim und Epping, Michael und Fauseweh, Benedikt und Felderer, Michael und Lobe, Elisabeth und Röhrig-Zöllner, Melven und Schmiedinghoff, Gary und Schuhmacher, Peter Ken und Wied, Yoshinta Eka Setyawati und Weinert, Alexander (2024) Quantum Software Ecosystem Design. In: Quantum Software - Aspects of Theory and System Design Springer-Nature.

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Kurzfassung

The rapid advancements in quantum computing necessitate a scientific and rigorous approach to the construction of a corresponding software ecosystem, a topic underexplored and primed for systematic investigation. This chapter takes an important step in this direction: It presents scientific considerations essential for building a quantum software ecosystem that makes quantum computing available for scientific and industrial problem solving. Central to this discourse is the concept of hardware-software co-design, which fosters a bidirectional feedback loop from the application layer at the top of the software stack down to the hardware. This approach begins with compilers and low-level software that are specifically designed to align with the unique specifications and constraints of the quantum processor, proceeds with algorithms developed with a clear understanding of underlying hardware and computational model features, and extends to applications that effectively leverage the capabilities to achieve a quantum advantage. We analyze the ecosystem from two critical perspectives: the conceptual view, focusing on theoretical foundations, and the technical infrastructure, addressing practical implementations around real quantum devices necessary for a functional ecosystem. This approach ensures that the focus is towards promising applications with optimized algorithm-circuit synergy, while ensuring a user-friendly design, an effective data management and an overall orchestration. Our chapter thus offers a guide to the essential concepts and practical strategies necessary for developing a scientifically grounded quantum software ecosystem.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/200449/
Dokumentart:Beitrag im Sammelband
Titel:Quantum Software Ecosystem Design
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Basermann, AchimAchim.Basermann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3637-3231NICHT SPEZIFIZIERT
Epping, MichaelMichael.Epping (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0950-6801NICHT SPEZIFIZIERT
Fauseweh, Benediktbenedikt.fauseweh (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4861-7101NICHT SPEZIFIZIERT
Felderer, MichaelMichael.Felderer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3818-4442NICHT SPEZIFIZIERT
Lobe, ElisabethElisabeth.Lobe (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3473-8906NICHT SPEZIFIZIERT
Röhrig-Zöllner, MelvenMelven.Roehrig-Zoellner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9851-5886NICHT SPEZIFIZIERT
Schmiedinghoff, Garygary.schmiedinghoff (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2259-7365NICHT SPEZIFIZIERT
Schuhmacher, Peter KenPeter.Schuhmacher (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1232-4363NICHT SPEZIFIZIERT
Wied, Yoshinta Eka Setyawatiyoshinta.wied (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3718-4491NICHT SPEZIFIZIERT
Weinert, AlexanderAlexander.Weinert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8143-246XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Erschienen in:Quantum Software - Aspects of Theory and System Design
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Exman, IaakovHIT, IsraelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Perez-Castillo, RicardoUCLM, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Piattini, MarioUCLM, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Felderer, MichaelMichael.Felderer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3818-4442NICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer-Nature
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:Quantum Computing, Software Ecosystem
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Quantencomputing
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaretechnologie
Institut für Softwaretechnologie > High-Performance Computing
Institut für Softwaretechnologie > Intelligente und verteilte Systeme
Hinterlegt von: Lobe, Elisabeth
Hinterlegt am:06 Dez 2023 11:09
Letzte Änderung:06 Dez 2023 11:09

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