Felix Gemeinhardt,
"A Model-Driven Quantum Software Development Framework for Combinatorial Optimization"
, 2-2024
Original Titel:
A Model-Driven Quantum Software Development Framework for Combinatorial Optimization
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
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Titelaufnahme
Titel
A Model-Driven Quantum Software Development Framework for Combinatorial Optimization / Author DI Felix Günther Gemeinhardt, M.Sc.
AutorInnen Gemeinhardt, Felix Günther
Betreuer / Betreuerin Wimmer, Manuel ; Wille, Robert
Erschienen Linz, 2023
Umfang x, 181, 53Seiten : Illustrationen
Sprache Englisch
Dokumenttyp Dissertation
Schlagwörter (DE) Quantencomputing / modellgetriebene Softwareentwicklung / suchbasierte Softwareentwicklung
Schlagwörter (EN) Quantum computing / model-driven engineering / search-based software engineering
URN urn:nbn:at:at-ubl:1-72420
Zugriffsbeschränkung
Das Werk ist gemäß den "Hinweisen für BenützerInnen" verfügbar
Links
Nachweis
Universitätsbibliothek Linz
Dateien
A Model-Driven Quantum Software Development Framework for Combinatorial Optimization [pdf 6.14 mb]
Klassifikation
Universität Linz ? Sozial- und Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät ? Institut für Wirtschaftsinformatik - Software Engineering
Zusammenfassung
Kontext: Quantencomputer nutzen quantenmechanische Effekte zur Informationsverarbeitung und basieren damit verglichen mit klassischen Rechnern auf fundamental unterschiedlichen Prinzipien. Die optimale Nutzung von Quantenrechnern erfordert daher spezifische Software. Ziel der Quantensoftwareentwicklung ist es, aus jahrzehntelanger Forschung in klassischer Softwareentwicklung zu lernen und entsprechende Analogien in der Quantendomäne zu schaffen.
Problem: Das identifizierte Hauptproblem liegt in den niedrigen Abstraktions- und Automatisierungsgraden in der aktuellen Quantensoftwareentwicklung. Diese verursachen weitere Probleme in der praktischen Nutzung, wie etwa eine starke Bindung an spezifische Programmiersprachen und fehlende Wiederverwertbarkeit von Quantensoftware, sowie fehlende Berücksichtigung von bestehenden Trade-Offs zwischen Quantenprogrammvarianten. Diese Probleme betreffen Quantencomputing im Allgemeinen, und auch das Feld der Quantenkombinatorischen Optimierung im Speziellen. Letzteres bezeichnet die Anwendung von Quantencomputing zur Lösung kombinatorischer Optimierungsprobleme. Nachdem Quantenkombinatorische Optimierung in naher Zukunft reale Anwendungen verspricht, stellt sich das obige Problem in diesem Kontext als besonders dringend dar.
Lösung: Im Rahmen dieser Dissertation wurde zur Lösung des Problems ein Framework zur Quantensoftwareentwicklung geschaffen, welches den Abstraktions- und Automatisierungsgrad erhöht und dafür adaptierte Methoden aus der modellgetriebenen und suchbasierten Softwareentwicklung einsetzt. Das Framework unterstützt die Modellierung, automatische Synthese, und Verbesserung von funktionalen Quantensoftwarekomponenten.
Forschungs-