Browsing by Author "Bechtold, Marvin"

Now showing 1 - 2 of 2

Open Access
Bringing the concepts of virtualization to gate-based quantum computing
(2021) Bechtold, Marvin
Quantum computing is a promising paradigm to solve certain computational problems that are intractable for classical computers. Quantum computers manipulate bits of quantum information called qubits. Their development has gained momentum in recent years. Cloud providers offered the first quantum computers for commercial use via the cloud and continue to expand their quantum computing service offerings. Classical computing in the cloud uses virtualization to abstract from the physical computing resources to virtual resources. It enables resource sharing among multiple clients and dynamic allocation of resources to clients and applications. To this end, physical resources can be aggregated and partitioned to create customized virtual resources. In contrast, the logical execution of a quantum circuit that illustrates the computation is still tightly bound to the physical quantum device. Cloud users need to select a suitable physical quantum computer for their computations. If the calculation requires more qubits than the quantum computer has, the device cannot execute it. Otherwise, the execution of the quantum circuit blocks the entire quantum machine regardless of the qubit capacity used. This work develops a virtualization concept for quantum computing to separate the logical quantum computation from the underlying hardware. Aggregation and partitioning of quantum circuits decouple the one-to-one relationship between the computation of a quantum circuit and the execution hardware. The goal is to automate the mapping between the quantum circuits and appropriate physical quantum execution resources, including their aggregation and partitioning. The concept is implemented in a prototype and evaluated with modern quantum computers.
Open Access
Implementierung und Sicherheitsanalyse von High Mountain Range Options auf einer Blockchain
(2018) Bechtold, Marvin
Kryptowährungen auf Basis von Blockchaintechnologie haben in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung und Verbreitung gewonnen. In vielen unterschiedlichen Geschäftsfeldern forschen und arbeiten Unternehmen am Einsatz dieser Technologie, um neue oder disruptive Prozesse oder gar Geschäftsmodelle zu entwickeln. Voraussetzung ist die Nutzung der richtigen Blockchain und die Entwicklung entsprechender Smart Contracts. Die Smart Contracts sollen einfache, aber auch zunehmend komplexe Sachverhalte abbilden und dabei die herkömmliche Vertrauensinstanz durch die Blockchain ersetzen. Die Anforderung an Smart Contracts ist hierbei nicht nur die korrekte Abwicklung des Sachverhalts, sondern auch, ein hohes Maß an Sicherheit zu gewährleisten. In dieser Arbeit werden eine komplexe Aktienoption aus der Gruppe der High-Mountain-Range-Optionen und ihre Prozesse wie Erstellung, Kauf und Auszahlung durch Smart Contracts abgebildet. Als Blockchainframework wurde Hyperledger Fabric verwendet. Um die Arbeit verständlicher zu machen, wurde der fachliche Hintergrund von Aktienoptionen erörtert und die Funktionsweise der Blockchain dargestellt. Durch die Implementierung einer komplexen High Mountain Range Option wurde aufgezeigt, dass beliebige Aktienoptionen, von einfachen Aktienoptionen bis hin zum komplexen Finanzderivat, mittels Smart Contracts und Blockchain abgebildet werden können. Zusätzlich wurde die Sicherheit der implementierten Smart Contracts analysiert. Dabei wurde das Analysetool Chaincode Scanner verwendet. Die Ergebnisse geben Hinweise auf mögliche Schwachstellen, die bei der Implementierung von Smart Contracts berücksichtigt werden sollten.