論文の概要: Arline Benchmarks: Automated Benchmarking Platform for Quantum Compilers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.14025v1
- Date: Mon, 28 Feb 2022 18:48:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-23 17:40:59.451254
- Title: Arline Benchmarks: Automated Benchmarking Platform for Quantum Compilers
- Title（参考訳）: Arline Benchmarks: 量子コンパイラ用の自動ベンチマークプラットフォーム
- Authors: Y. Kharkov, A. Ivanova, E. Mikhantiev, A. Kotelnikov
- Abstract要約: オープンソースのソフトウェアパッケージであるArline Benchmarksは、量子コンパイラの自動ベンチマークを実行するように設計されている。
重要なメトリクスのセットに基づいて、いくつかの量子コンパイルフレームワークを比較した。
本稿では,コンパイラ固有の回路最適化を1つのコンパイルスタックで組み合わせた,複合コンパイルパイプラインの概念を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Efficient compilation of quantum algorithms is vital in the era of Noisy
Intermediate-Scale Quantum (NISQ) devices. While multiple open-source quantum
compilation and circuit optimization frameworks are available, e.g. IBM Qiskit,
CQC Tket, Google Cirq, Rigetti Quilc, PyZX, their relative performance is not
always clear to a quantum programmer. The growth of complexity and diversity of
quantum circuit compilation algorithms creates a demand for a dedicated tool
for cross-benchmarking and profiling of inner workflow of the quantum
compilation stack. We present an open-source software package, Arline
Benchmarks, that is designed to perform automated benchmarking of quantum
compilers with the focus on NISQ applications. The name "Arline" was given in
honour of Arline Greenbaum Feynman, the first wife of Richard Feynman, the
pioneer of quantum computing. We compared several quantum compilation
frameworks based on a set of important metrics such as post-optimization gate
counts, circuit depth, hardware-dependent circuit cost function, compiler run
time etc. with a detailed analysis of metrics for each compilation stage. We
performed a variety of compiler tests for random circuits and structured
quantum algorithms (VQE, Trotter decomposition, Grover search, Option Pricing
via Amplitude Estimation) for several popular quantum hardware architectures.
Leveraging cross-platform functionality of Arline, we propose a concept of
composite compilation pipeline that combines compiler-specific circuit
optimization subroutines in a single compilation stack and finds an optimized
sequence of compilation passes. By providing detailed insights into the
compilation flow of quantum compilers, Arline Benchmarks offers a valuable
toolkit for quantum computing researchers and software developers to gain
additional insights into compilers' characteristics.
- Abstract（参考訳）: 量子アルゴリズムの効率的なコンパイルは、ノイズ中間量子(NISQ)デバイスの時代において不可欠である。
IBM Qiskit、CQC Tket、Google Cirq、Rigetti Quilc、PyZXなど、複数のオープンソースの量子コンパイルおよび回路最適化フレームワークが利用可能であるが、相対的な性能は量子プログラマには必ずしも明確ではない。
量子回路コンパイルアルゴリズムの複雑さと多様性の増大は、量子コンパイルスタックの内部ワークフローのクロスベンチマークとプロファイリングのための専用のツールの需要を生み出す。
我々は,nisqアプリケーションに着目した量子コンパイラの自動ベンチマークを行うための,オープンソースのソフトウェアパッケージであるarline benchmarksを提案する。
アーリン」という名前は量子コンピューティングのパイオニアであるリチャード・ファインマン(Richard Feynman)の最初の妻アーリン・グリーンバウム・ファインマン(Arline Greenbaum Feynman)に因んで名付けられた。
我々は、最適化後のゲート数、回路深度、ハードウェア依存回路コスト関数、コンパイラの実行時間などの重要なメトリクスセットに基づいたいくつかの量子コンパイルフレームワークを比較し、各コンパイルステージのメトリクスの詳細な分析を行った。
いくつかの量子ハードウェアアーキテクチャにおいて,ランダム回路と構造化量子アルゴリズム(vqe,trotter decomposition,grover search,option pricing via amplitude estimation)のコンパイラテストを行った。
arlineのクロスプラットフォーム機能を活用して,コンパイラ固有の回路最適化サブルーチンを単一コンパイルスタックに結合し,最適化されたコンパイルパス列を求める複合コンパイルパイプラインの概念を提案する。
量子コンパイラのコンパイルフローに関する詳細な洞察を提供することで,arline benchmarksは,量子コンピューティング研究者やソフトウェア開発者に対して,コンパイラの特性に関するさらなる洞察を得るために有用なツールキットを提供する。
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