Quantensimulationen durch Symmetrie vereinfachen
Vor jeder Quantensimulation ist eine Vorrechnung (qubit routing) nötig, in welcher der Quantencomputer die Struktur des simulierten Quantensystems auf die Architektur seiner eigenen Quantenbits abbildet. Für Quantensysteme mit periodischer Struktur haben Joris Kattemölle und Guido Burkard am Fachbereich Physik der Universität Konstanz ein Verfahren entwickelt, um die dafür notwendige Rechenleistung um den Faktor Tausend oder mehr zu reduzieren. Sie nutzen hierfür die Symmetrie des Quantensystems aus, um die Berechnung zu vereinfachen.
Die beiden Physiker beschreiben ihr Verfahren in einem Open-Access-Artikel in der Fachzeitschrift Physical Review Letters. Sie stellen außerdem die Open-Source-Software QuanTile zur Verfügung, die es ermöglicht, das Verfahren selbst anzuwenden. Die Software überträgt die Muster eines periodischen Quantensystems auf die Struktur der Qubits des verwendeten Quantencomputers.
Die Open-Source-Software QuanTile kann kostenlos aus dem GitHub-Verzeichnis von Joris Kattemölle heruntergeladen werden. Das Verzeichnis umfasst den Code, Daten und Bilder für das qubit routing von Quantensystemen mit periodischer Struktur.
Das Verfahren, auf dem QuanTile basiert, ist in dem zugehörigen Open-Access-Artikel (doi: doi.org/10.1103/cswp-xy7k) beschrieben. Sie finden diesen zum kostenlosen Download auf unserem Publikationsserver KOPS oder auf der Website von Physical Review Letters.