論文の概要: Application-Motivated, Holistic Benchmarking of a Full Quantum Computing Stack

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.01273v3
• Date: Tue, 16 Mar 2021 13:06:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-17 11:09:11.506345
• Title: Application-Motivated, Holistic Benchmarking of a Full Quantum Computing Stack
• Title（参考訳）: 完全量子コンピューティングスタックのアプリケーションモチベーションと総括的ベンチマーク
• Authors: Daniel Mills, Seyon Sivarajah, Travis L. Scholten, Ross Duncan
• Abstract要約: 量子コンピューティングシステムは、彼らが期待する実用的なタスクの点でベンチマークされる必要がある。 ベンチマークのための3つの「アプリケーションモチベーション」回路クラス(深度、浅度、正方形)を提案する。 我々は,これらのクラスからの動作回路における量子コンピューティングシステムの性能を,いくつかの値を用いて定量化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computing systems need to be benchmarked in terms of practical tasks they would be expected to do. Here, we propose 3 "application-motivated" circuit classes for benchmarking: deep (relevant for state preparation in the variational quantum eigensolver algorithm), shallow (inspired by IQP-type circuits that might be useful for near-term quantum machine learning), and square (inspired by the quantum volume benchmark). We quantify the performance of a quantum computing system in running circuits from these classes using several figures of merit, all of which require exponential classical computing resources and a polynomial number of classical samples (bitstrings) from the system. We study how performance varies with the compilation strategy used and the device on which the circuit is run. Using systems made available by IBM Quantum, we examine their performance, showing that noise-aware compilation strategies may be beneficial, and that device connectivity and noise levels play a crucial role in the performance of the system according to our benchmarks.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングシステムは、期待される実用的なタスクの観点からベンチマークする必要がある。 本稿では,3つの「応用モチベーション」回路クラスを提案する。深度(変分量子固有解法アルゴリズムにおける状態準備の関連性)、浅度(近距離量子機械学習に有用なIQP型回路に着想を得た)、および正方形(量子体積ベンチマークに着想を得た)。 我々は,これらのクラスから回路を動作させる際の量子コンピューティングシステムの性能を,指数関数的古典計算資源とシステムからの古典的サンプル(ビットストリング)の多項式数を必要とするいくつかの数値を用いて定量化する。 使用するコンパイル戦略と,回路が動作する装置によって,性能がどう変化するかを検討する。 ibm quantumが利用可能なシステムを使用して、その性能を調べ、ノイズ対応のコンパイル戦略が有益である可能性を示し、デバイス接続性とノイズレベルが、ベンチマークによるシステムパフォーマンスにおいて重要な役割を果たすことを示した。

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