論文の概要: Solving DC Power Flow Problems Using Quantum and Hybrid algorithms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.04848v2
• Date: Wed, 8 Jun 2022 08:22:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-01 06:44:47.884823
• Title: Solving DC Power Flow Problems Using Quantum and Hybrid algorithms
• Title（参考訳）: 量子とハイブリッドアルゴリズムを用いた直流潮流問題の解法
• Authors: Fang Gao, Guojian Wu, Suhang Guo, Wei Dai, Feng Shuang
• Abstract要約: 量子HHLアルゴリズムは直流電力流計算における古典的アルゴリズムに対する理論的な指数的高速化を実現することができる。 HHLアルゴリズムの性能は、異なる精度と冗長なキュービットで検討する。 このハイブリッドアルゴリズムは、位相推定モジュールの数を増やすことで、HHLよりも少ない量子ビットで同等の精度を達成することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.469318294544138
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Power flow calculation plays an important role in planning, operation, and control of the power system. The quantum HHL algorithm can achieve theoretical exponential speedup over classical algorithms on DC power flow calculation. Since the qubit resources in the Noisy Intermediate-scale Quantum (NISQ) era are limited, it is important to discuss the performance considering this limitation. The coefficient matrix of the linear systems of equations in DC power flow problems cannot be represented perfectly by finite binary number strings, which leads to imperfect phase estimation. This work is carried out under the assumption of imperfect phase estimation. The performance of the HHL algorithm is systematically investigated with different accuracy and redundant qubits. In order to further reduce the required qubit resources, a hybrid quantum-classical algorithm is proposed. By comparing errors of the HHL and hybrid algorithms in the DC power flow calculation of the IEEE 5-bus test system, it is found that the hybrid algorithm can achieve comparable precision with fewer qubits than HHL by increasing the number of phase estimation modules, which may make the hybrid algorithm a feasible route in the NISQ era.
• Abstract（参考訳）: 電力フロー計算は、電力システムの計画、運用、制御において重要な役割を果たす。 量子HHLアルゴリズムは直流電力流計算における古典的アルゴリズムに対する理論的指数的高速化を実現することができる。 ノイズ中規模量子(NISQ)時代の量子ビット資源は限られているため、この制限を考慮した性能について議論することが重要である。 dcパワーフロー問題における方程式の線形系の係数行列は有限二進数列によって完全には表現できないため、不完全な位相推定に繋がる。 この処理は不完全な位相推定を前提として行われる。 HHLアルゴリズムの性能は、異なる精度と冗長なキュービットで体系的に検討される。 必要な量子ビット資源を更に削減するために,ハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。 IEEE 5-busテストシステムの直流電力フロー計算におけるHHLとハイブリッドアルゴリズムの誤差を比較することにより, 位相推定モジュールの数を増やすことにより, ハイブリッドアルゴリズムはHHLより少ないキュービットで同等の精度を達成できることがわかった。

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