論文の概要: Extending Python for Quantum-Classical Computing via Quantum Just-in-Time Compilation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.04671v1
• Date: Mon, 10 May 2021 21:11:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 23:02:39.139701
• Title: Extending Python for Quantum-Classical Computing via Quantum Just-in-Time Compilation
• Title（参考訳）: 量子ジャストインタイムコンパイルによる量子古典計算のためのPythonの拡張
• Authors: Thien Nguyen and Alexander J. McCaskey
• Abstract要約: Pythonは、その柔軟性、ユーザビリティ、可読性、開発者の生産性を重視することで有名な人気のあるプログラミング言語です。 量子ジャスト・イン・タイム・コンパイルのための堅牢なC++インフラストラクチャを通じて、異種量子古典計算を可能にするPythonの言語拡張を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 78.8942067357231
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Python is a popular programming language known for its flexibility, usability, readability, and focus on developer productivity. The quantum software community has adopted Python on a number of large-scale efforts due to these characteristics, as well as the remote nature of near-term quantum processors. The use of Python has enabled quick prototyping for quantum code that directly benefits pertinent research and development efforts in quantum scientific computing. However, this rapid prototyping ability comes at the cost of future performant integration for tightly-coupled CPU-QPU architectures with fast-feedback. Here we present a language extension to Python that enables heterogeneous quantum-classical computing via a robust C++ infrastructure for quantum just-in-time (QJIT) compilation. Our work builds off the QCOR C++ language extension and compiler infrastructure to enable a single-source, quantum hardware-agnostic approach to quantum-classical computing that retains the performance required for tightly coupled CPU-QPU compute models. We detail this Pythonic extension, its programming model and underlying software architecture, and provide a robust set of examples to demonstrate the utility of our approach.
• Abstract（参考訳）: Pythonは、その柔軟性、ユーザビリティ、可読性、開発者の生産性を重視することで有名な人気のあるプログラミング言語です。 量子ソフトウェアコミュニティは、これらの特徴と近い将来の量子プロセッサの遠隔性により、多くの大規模な取り組みでpythonを採用してきた。 pythonの使用により量子コードのクイックプロトタイピングが可能となり、量子科学コンピューティングにおける関連する研究と開発活動に直接メリットがある。 しかし、この迅速なプロトタイピング能力は、高速フィードバックを伴う密結合cpu-qpuアーキテクチャの将来のパフォーマンス統合のコストを伴っている。 ここでは,量子ジャスト・イン・タイム(QJIT)コンパイルのための堅牢なC++インフラストラクチャを通じて,異種量子古典計算を可能にするPythonの言語拡張について述べる。 我々の研究は、QCOR C++言語拡張とコンパイラのインフラを構築し、単一ソースで量子ハードウェアに依存しない量子古典コンピューティングのアプローチを可能にする。 我々は、このpythonの拡張、プログラミングモデル、基盤となるソフトウェアアーキテクチャを詳述し、このアプローチの有用性を示すための堅牢な例を提供します。

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