論文の概要: On the Quantum Performance Evaluation of Two Distributed Quantum Architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.12246v2
• Date: Thu, 23 Dec 2021 11:12:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-20 21:31:37.605750
• Title: On the Quantum Performance Evaluation of Two Distributed Quantum Architectures
• Title（参考訳）: 2つの分散量子アーキテクチャの量子性能評価について
• Authors: Gayane Vardoyan, Matthew Skrzypczyk, Stephanie Wehner
• Abstract要約: 本稿では,量子プロセッサと量子ネットワークを相互接続する2つのアーキテクチャの性能について検討する。 メモリライフタイムの関数として、量子演算の実行と絡み合った量子状態の生成の質を比較する。 現在のデバイスパラメータでは、1つのアーキテクチャが計算量の多いアプリケーションに、もう1つはネットワーク量の多いアプリケーションに、より適していることが分かりました。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.1377923666134118
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Distributed quantum applications impose requirements on the quality of the quantum states that they consume. When analyzing architecture implementations of quantum hardware, characterizing this quality forms an important factor in understanding their performance. Fundamental characteristics of quantum hardware lead to inherent tradeoffs between the quality of states and traditional performance metrics such as throughput. Furthermore, any real-world implementation of quantum hardware exhibits time-dependent noise that degrades the quality of quantum states over time. Here, we study the performance of two possible architectures for interfacing a quantum processor with a quantum network. The first corresponds to the current experimental state of the art in which the same device functions both as a processor and a network device. The second corresponds to a future architecture that separates these two functions over two distinct devices. We model these architectures as Markov chains and compare their quality of executing quantum operations and producing entangled quantum states as functions of their memory lifetimes, as well as the time that it takes to perform various operations within each architecture. As an illustrative example, we apply our analysis to architectures based on Nitrogen-Vacancy centers in diamond, where we find that for present-day device parameters one architecture is more suited to computation-heavy applications, and the other for network-heavy ones. Besides the detailed study of these architectures, a novel contribution of our work are several formulas that connect an understanding of waiting time distributions to the decay of quantum quality over time for the most common noise models employed in quantum technologies. This provides a valuable new tool for performance evaluation experts, and its applications extend beyond the two architectures studied in this work.
• Abstract（参考訳）: 分散量子アプリケーションは、それらが消費する量子状態の品質に要求を課す。 量子ハードウェアのアーキテクチャ実装を分析するとき、この品質を特徴付けることは、その性能を理解する上で重要な要素となる。 量子ハードウェアの基本特性は、状態の質とスループットなどの従来のパフォーマンス指標との間に固有のトレードオフをもたらす。 さらに、量子ハードウェアの実際の実装は時間依存ノイズを示し、時間とともに量子状態の品質を低下させる。 本稿では,量子プロセッサと量子ネットワークを接続する2つのアーキテクチャの性能について検討する。 第1は、同じ装置がプロセッサとネットワーク装置の両方として機能する現在の実験状態に対応する。 2つ目は、2つの異なるデバイス上でこれら2つの機能を分離する将来のアーキテクチャに対応する。 我々はこれらのアーキテクチャをマルコフ連鎖としてモデル化し、量子演算の実行と絡み合った量子状態の生成の質を、それぞれのアーキテクチャ内で様々な操作を実行するのに要する時間として比較する。 例示として、ダイアモンドの窒素空白中心に基づくアーキテクチャに分析を適用し、現在のデバイスパラメーターでは、1つのアーキテクチャが計算量の多いアプリケーション、もう1つはネットワークの多いアプリケーションに適していることを見出します。 これらのアーキテクチャの詳細な研究に加えて、我々の研究の新たな貢献は、待ち時間分布の理解と時間経過に伴う量子品質の減衰を、量子技術で使用される最も一般的なノイズモデルに結びつけるいくつかの公式である。 これはパフォーマンス評価の専門家にとって価値ある新しいツールであり、この研究で研究された2つのアーキテクチャを超えてそのアプリケーションは拡張される。

関連論文リスト

• Data augmentation experiments with style-based quantum generative adversarial networks on trapped-ion and superconducting-qubit technologies [0.0]
  この研究は、初めて、スタイルベースの量子生成逆数ネットワーク(qGAN)の量子ジェネレータアーキテクチャをどのように実装できるかを実証する。 2022年に提案されたスタイルベースのqGANは、qGANのための技術の現状を一般化し、浅い深度ネットワークを可能にする。 両デバイスで得られた結果は同等の品質であり、ia-1デバイスはibm_torinoデバイスよりもかなり正確な結果をもたらす。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-07T15:26:51Z)
• A Quantum-Classical Collaborative Training Architecture Based on Quantum State Fidelity [50.387179833629254]
  我々は,コ・テンク (co-TenQu) と呼ばれる古典量子アーキテクチャを導入する。 Co-TenQuは古典的なディープニューラルネットワークを41.72%まで向上させる。 他の量子ベースの手法よりも1.9倍も優れており、70.59%少ない量子ビットを使用しながら、同様の精度を達成している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-23T14:09:41Z)
• Majorization-based benchmark of the complexity of quantum processors [105.54048699217668]
  我々は、様々な量子プロセッサの動作を数値的にシミュレートし、特徴付ける。 我々は,各デバイスの性能をベンチマークラインと比較することにより,量子複雑性を同定し,評価する。 我々は、回路の出力状態が平均して高い純度である限り、偏化ベースのベンチマークが成り立つことを発見した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-10T23:01:10Z)
• Full-stack quantum computing systems in the NISQ era: algorithm-driven and hardware-aware compilation techniques [1.3496450124792878]
  現在のフルスタック量子コンピューティングシステムの概要について概説する。 我々は、隣接する層間の密な共設計と垂直な層間設計の必要性を強調します。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-04-13T13:26:56Z)
• Quantum circuit architecture search on a superconducting processor [56.04169357427682]
  変分量子アルゴリズム(VQA)は、ファイナンス、機械学習、化学といった様々な分野において、証明可能な計算上の優位性を得るための強力な証拠を示している。 しかし、現代のVQAで利用されるアンザッツは、表現性と訓練性の間のトレードオフのバランスをとることができない。 8量子ビット超伝導量子プロセッサ上でVQAを強化するために,効率的な自動アンサッツ設計技術を適用した最初の実証実験を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-04T01:53:42Z)
• Performance of Superconducting Quantum Computing Chips under Different Architecture Design [0.0]
  我々は、異なる量子ビット接続とトポロジーの下で量子プロセッサの性能について検討する。 高性能アーキテクチャは、ほとんどの場合、大きな接続性を持つ設計を伴っている。 異なる量子アルゴリズムは、量子チップ接続とトポロジーに異なる依存を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-13T03:36:25Z)
• Scalable Benchmarks for Gate-Based Quantum Computers [5.735035463793008]
  我々は、高度な量子ベンチマークフレームワークを開発し、リリースする。 ハードウェアに依存しない方法で、普遍量子デバイスの性能を測定する。 我々は,IBM,Rigetti,IonQの21種類の量子デバイスのベンチマーク結果を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-21T18:00:12Z)
• Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
  53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。 演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z)
• Quantum circuit architecture search for variational quantum algorithms [88.71725630554758]
  本稿では、QAS(Quantum Architecture Search)と呼ばれるリソースと実行時の効率的なスキームを提案する。 QASは、よりノイズの多い量子ゲートを追加することで得られる利点と副作用のバランスをとるために、自動的にほぼ最適アンサッツを求める。 数値シミュレータと実量子ハードウェアの両方に、IBMクラウドを介してQASを実装し、データ分類と量子化学タスクを実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-20T12:06:27Z)
• Experimental Quantum Generative Adversarial Networks for Image Generation [93.06926114985761]
  超伝導量子プロセッサを用いた実世界の手書き桁画像の学習と生成を実験的に行う。 我々の研究は、短期量子デバイス上での高度な量子生成モデル開発のためのガイダンスを提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-13T06:57:17Z)
• Verifying Results of the IBM Qiskit Quantum Circuit Compilation Flow [7.619626059034881]
  本稿では,量子回路等価性チェックのための効率的な手法を提案する。 提案方式では,数万の操作を数秒以下で行う大規模回路インスタンスの検証が可能となる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-04T19:58:53Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。