DIN-Normenausschuss Informationstechnik und Anwendungen (NIA)
Quantencomputing - Hardwareabstraktionsschicht - Teil 1: Beschreibungen und funktionale Anforderungen
Kurzreferat
Dieses Dokument definiert Beschreibungen und funktionale Anforderungen für die Hardwareabstraktionsschicht (HAL) innerhalb des Software-Stacks für Quantencomputing, wobei konkrete Implementierungswerte außerhalb des Anwendungsbereichs liegen. Die HAL befindet sich zwischen der Assembler-Schicht und der Steuerungssoftware-Schicht (mit einer ISA), wie in TR 18202:2025 ("Schichtmodelle für das Quantencomputing") beschrieben. Ihr Zweck besteht darin, eine standardisierte Schnittstelle bereitzustellen, die hardwarespezifische Details abstrahiert und wesentliche Funktionen für höhere Schichten offenlegt, wodurch Portabilität und Interoperabilität über verschiedene Quantenarchitekturen hinweg ermöglicht werden. Die HAL ist darauf ausgelegt, eine breite Palette von Quantenhardware-Plattformen zu unterstützen, von denen jede einzigartige Eigenschaften wie Qubit-Topologie, native Gattersätze und Fehlerkorrekturverfahren aufweist. Anstatt strenge Implementierungsdetails vorzuschreiben, konzentriert sich dieser TS auf die Definition der Funktionalitäten der HAL, einschließlich Befehlsübersetzung, Ressourcenmanagement, Virtualisierung für Mehrbenutzerumgebungen und die Meldung von Hardware-Fähigkeiten. Diese Funktionalitäten ermöglichen es Compilern und Programmier-Frameworks, die Ausführung zu optimieren, ohne dass eine direkte Interaktion mit proprietären Hardware-Schnittstellen erforderlich ist. Dieser "Teil 1" des Dokuments ist so strukturiert, dass er zukünftige Entwicklungen und Überarbeitungen berücksichtigt, wobei detaillierte Spezifikationen von Schnittstellen und Parameterwerten den nachfolgenden Teilen vorbehalten bleiben. Es ist nicht erforderlich, vor der Veröffentlichung dieses Teils alle möglichen Hardwarearchitekturen zu beschreiben; er muss jedoch ausreichend detailliert sein, um die Standardisierung höherer Schichten in ergänzenden Dokumenten zu ermöglichen. Durch die Festlegung dieser grundlegenden Anforderungen wird die HAL zu einem Eckpfeiler für modulare Quantencomputersysteme und gewährleistet Flexibilität, Skalierbarkeit sowie herstellerneutrale Integration.
Beginn
2026-07-24
WI
JT022023
Geplante Dokumentnummer
DIN CEN/TS JT022023
Projektnummer
04301302
