論文の概要: Quantum computing for energy systems optimization: Challenges and
opportunities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.00254v1
- Date: Sat, 29 Feb 2020 13:30:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-01 05:35:53.018104
- Title: Quantum computing for energy systems optimization: Challenges and
opportunities
- Title（参考訳）: エネルギーシステム最適化のための量子コンピューティング : 課題と機会
- Authors: Akshay Ajagekar, Fengqi You
- Abstract要約: 本稿では,量子コンピューティングのエネルギーシステム最適化問題への応用について検討する。
量子計算の基礎となる基本的な概念と、それらの古典的な性質と比較した特徴についても論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5699371511994777
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The purpose of this paper is to explore the applications of quantum computing
to energy systems optimization problems and discuss some of the challenges
faced by quantum computers with techniques to overcome them. The basic concepts
underlying quantum computation and their distinctive characteristics in
comparison to their classical counterparts are also discussed. Along with
different hardware architecture description of two commercially available
quantum systems, an example making use of open-source software tools is
provided as a first step for diving into the new realm of programming quantum
computers for solving systems optimization problems. The trade-off between
qualities of these two quantum architectures is also discussed. Complex nature
of energy systems due to their structure and large number of design and
operational constraints make energy systems optimization a hard problem for
most available algorithms. Problems like facility location allocation for
energy systems infrastructure development, unit commitment of electric power
systems operations, and heat exchanger network synthesis which fall under the
category of energy systems optimization are solved using both classical
algorithms implemented on conventional CPU based computer and quantum algorithm
realized on quantum computing hardware. Their designs, implementation and
results are stated. Additionally, this paper describes the limitations of
state-of-the-art quantum computers and their great potential to impact the
field of energy systems optimization.
- Abstract（参考訳）: 本研究の目的は,エネルギーシステムの最適化問題に対する量子コンピューティングの応用を探求し,量子コンピュータが直面する課題のいくつかを克服する手法で議論することである。
量子計算の基礎となる基本的な概念とその古典的概念と比較し,その特徴について考察する。
2つの商用量子システムの異なるハードウェアアーキテクチャの記述に加えて、オープンソースのソフトウェアツールを使用する例が、システムの最適化問題を解決するためにプログラミング量子コンピュータの新しい領域に飛び込む第一歩として提供される。
これら2つの量子アーキテクチャの特性のトレードオフについても論じる。
その構造と多くの設計と運用上の制約によってエネルギーシステムの複雑な性質はエネルギーシステムの最適化をほとんどのアルゴリズムにとって難しい問題にする。
エネルギーシステム基盤開発のための設備配置、電力システム運用の単位コミットメント、エネルギーシステム最適化のカテゴリに属する熱交換器ネットワーク合成などの問題は、従来のcpuベースのコンピュータで実装された古典的なアルゴリズムと量子コンピューティングハードウェアで実現された量子アルゴリズムの両方を用いて解決される。
彼らの設計、実装、成果が述べられている。
さらに、現状の量子コンピュータの限界と、エネルギーシステム最適化の分野に影響を及ぼす大きな可能性について述べる。
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