Masterarbeit

Masterarbeit

Ressourcenschätzung für fehlertolerante Quantenalgorithmen

Ref. 2026_020

Motivation

Für das nächste Jahrzehnt vorgesehene fehlertolerante Quantencomputer-Architekturen unterscheiden sich grundlegend von den derzeitigen Geräten für den Nahbereich. Sie beinhalten eine Anzahl von Operationen, die die heutigen Quantenalgorithmen um Größenordnungen übersteigen, und basieren auf einem anderen zugrundeliegenden Befehlssatz. Folglich:

• können wir derzeit Quanten-Schaltkreise für diese zukünftigen Maschinen nicht direkt kompilieren.
• können die Ressourcenanforderungen fehlertoleranter Quantenalgorithmen, wie Gesamtfehler, Laufzeit und Anzahl der Qubits, nicht exakt berechnet werden.

Das Ziel der Ressourcenschätzung ist es, die für Quantenalgorithmen benötigten Rechenressourcen zu approximieren, ohne sie explizit zu kompilieren. Durch Ressourcenschätzung können wir beurteilen, welche Algorithmen machbar sind, die dominierenden Engpässe identifizieren und die Optimierung sowohl der Quantenalgorithmen als auch der zugrundeliegenden Architekturen steuern.

Warum bei uns mitmachen?

Sie treten in eine erstklassige Forschungsumgebung ein und arbeiten eng mit erfahrenen Forschern bei IBM Research zusammen. Sie haben Zugang zu modernster Quanten-Hardware und Softwareplattformen sowie zu Hochleistungsrechnern für klassische Berechnungen. Unsere Umgebung fördert Innovationen, und wir unterstützen Studierende aktiv bei der Anmeldung von Patenten und der Veröffentlichung auf führenden Konferenzen und in Fachzeitschriften.

Projektbeschreibung

In diesem Projekt arbeitet der Studierende an der Ressourcenschätzung für fehlertolerante Quantencomputer-Architekturen, die von IBM für das nächste Jahrzehnt angestrebt werden. Ziel ist es, Werkzeuge zur Ressourcenschätzung zu entwickeln und anzuwenden, um die Machbarkeit von Quantenalgorithmen unter realistischen architektonischen und fehlerkorrigierenden Annahmen zu bewerten.

Gewünschte Qualifikationen

• Erfahrung in der Python-Programmierung (wissenschaftliches Rechnen oder Werkzeugentwicklung).
• Ein Hintergrund in Physik, Mathematik oder Informatik.
• Bevorzugt: Vertrautheit mit Quantencomputing (wie Quantenalgorithmen, Quantenfehlerkorrektur, Qiskit,...).
• Ausgezeichnete Kommunikationsfähigkeiten in Englisch.

Vielfalt & Arbeitsumfeld

IBM engagiert sich für die Förderung von Vielfalt und Inklusion am Arbeitsplatz. Sie treten in eine offene, multikulturelle Forschungsumgebung ein, die unterschiedliche Perspektiven schätzt und flexible Arbeitsregelungen unterstützt. Unser Ziel ist es, allen Geschlechtern und Hintergründen zu einem beruflichen Erfolg zu verhelfen und gleichzeitig eine gesunde Work-Life-Balance zu erhalten.

Bewerbung

Wenn Sie an dieser Position interessiert sind, reichen Sie bitte Ihre Bewerbung über den untenstehenden Link ein.