Synthese zuverlässiger Quantenschaltkreise

In Rahmen des Projektes soll sowohl die Synthese von Quantenschaltkreisen verbessert werden, als auch die Zuverlässigkeit der resultierenden Schaltkreise durch Verfahren aus der Verifikation und dem Test sichergestellt werden.

Kontakt: Prof. Dr. Rolf Drechsler

Die Komplexität von integrierten Schaltkreisen nimmt stetig zu. Gemäß Moore's Law handelt es sich dabei um ein exponentielles Wachstum. Deshalb werden die physikalischen Grenzen bei der Herstellung von Chips sehr bald erreicht, und somit ist es notwendig Alternativen zum gängigen Schaltkreisentwurf zu entwickeln. Einen sehr vielversprechenden Ansatz zur Überwindung der Komplexitätsprobleme bieten Quantencomputer. Hierfür müssen allerdings neuartige Syntheseverfahren für zuverlässige Quantenschaltkreise zur Verfügung gestellt werden. Im Projekt sollen Algorithmen für die Synthese zuverlässiger Quantenschaltkreise entwickelt werden. Dabei sollen insbesondere Verfahren, wie sie derzeit in der formalen Verifikation sowie der automatischen Testmustergenerierung benutzt werden (z.B. SAT, BDDs), Anwendung finden. Diese haben in der jüngsten Vergangenheit starke Verbesserungen erfahren und bieten sich auch für den Einsatz in der Synthese reversibler Logik an. Um die Zuverlässigkeit eines Quantenschaltkreises sicherstellen zu können, sollen Algorithmen zur Überprüfung gegen Fehler auf das Syntheseresultat angewendet werden. Dabei werden geeignete Fehlermodelle betrachtet und eine Rückkopplung zu den Syntheseschritten hergestellt.