Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF
Unternehmen – auch außerhalb der Finanzbranche – sind immer mehr mit der Notwendigkeit konfrontiert, große und komplexe Portfolios zu verwalten, die bereits jetzt einen massiven Einsatz von Informationstechnologie erfordern. Dabei wird die Fähigkeit, schnell optimale Entscheidungen zu treffen, zunehmend zu einem maßgeblichen Wettbewerbsvorteil. Quantencomputer bieten die Perspektive, konventionelle Rechner bei den einschlägigen Optimierungsverfahren zu übertreffen und so portfoliobezogene Entscheidungen zu beschleunigen.
Die praxisrelevante Nutzbarkeit von Quantencomputern wird jedoch zurzeit wesentlich von der Fehleranfälligkeit der in ihnen verwendeten Qubits beschränkt. Für eine möglichst frühzeitige Nutzung des vollen Potentials von Quantencomputern ist demnach die Weiterentwicklung von Fehlerkorrekturverfahren sowie von fehlerresistenten Quantenalgorithmen von entscheidender Wichtigkeit. Deswegen wird das Folgeprojekt »QORA II« weiterhin darauf abzielen, komplexe und praktisch relevante Quantenalgorithmen auf eine resiliente Art und Weise auf inhärent unzuverlässiger Quantenhardware auszuführen. Dazu werden Optimierungsverfahren, die in der ersten Projektphase basierend auf dem Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) erprobt wurden, weiterentwickelt und auf dem in Ehningen bei Stuttgart von der Fraunhofer-Gesellschaft betriebenen Quantencomputer IBM Quantum Systeme One erprobt.
Hierfür werden wir auf die Hardware des Quantenrechners besser zugeschnittene Verfahren zur Charakterisierung und Korrektur der darauf auftretenden Fehler entwickeln sowie neue, über die bislang im Zentrum von QORA stehenden QAOA-Ansätze hinausgehende algorithmische Konzepte verfolgen. Die hinsichtlich ihrer Fehlerresistenz optimierten Quantenalgorithmen werden neben der Portfoliooptimierung schließlich auch auf weitere für den Finanzbereich relevante Fälle (z. B. Kreditscoring, Clustering von Kundendaten und Risikomodellierung) angewendet.
Dieses Verbundprojekt wird im Rahmen des Kompetenzzentrums Quantencomputing Baden-Württemberg durchgeführt.
