論文の概要: Quantum simulation with just-in-time compilation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.08826v2
• Date: Sat, 17 Sep 2022 19:08:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-21 23:00:47.709000
• Title: Quantum simulation with just-in-time compilation
• Title（参考訳）: ジャストインタイムコンパイルによる量子シミュレーション
• Authors: Stavros Efthymiou, Marco Lazzarin, Andrea Pasquale, Stefano Carrazza
• Abstract要約: ジャスト・イン・タイム(JIT)コンパイル技術を用いて回路ベースの量子シミュレーションを行う。 QibojitはQibo量子コンピューティングフレームワークの新しいモジュールで、Pythonによるジャストインタイムコンパイルアプローチを使用している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Quantum technologies are moving towards the development of novel hardware devices based on quantum bits (qubits). In parallel to the development of quantum devices, efficient simulation tools are needed in order to design and benchmark quantum algorithms and applications before deployment on quantum hardware. In this context, we present a first attempt to perform circuit-based quantum simulation using the just-in-time (JIT) compilation technique on multiple hardware architectures and configurations based on single-node central processing units (CPUs) and graphics processing units (GPUs). One of the major challenges in scientific code development is to balance the level of complexity between algorithms and programming techniques without losing performance or degrading code readability. In this context, we have developed qibojit: a new module for the Qibo quantum computing framework, which uses a just-in-time compilation approach through Python. We perform systematic performance benchmarks between our JIT approach and a subset of relevant publicly available libraries for quantum computing. We show that our novel approach simplifies the complex aspects of the implementation without deteriorating performance.
• Abstract（参考訳）: 量子技術は量子ビット(量子ビット)に基づく新しいハードウェアデバイスの開発に向かっている。 量子デバイスの開発と並行して、量子ハードウェアにデプロイする前に量子アルゴリズムとアプリケーションを設計およびベンチマークするために、効率的なシミュレーションツールが必要である。 そこで本研究では,単一ノード中央処理ユニット(CPU)とグラフィックス処理ユニット(GPU)をベースとした,複数のハードウェアアーキテクチャと構成に関するジャストインタイム(JIT)コンパイル技術を用いて,回路ベースの量子シミュレーションを行う。 科学的コード開発における大きな課題の1つは、アルゴリズムとプログラミング技術の間の複雑さのレベルを、パフォーマンスやコードの可読性を低下させることなくバランスさせることである。 この文脈で、我々は、pythonによるジャストインタイムコンパイルアプローチを使用するqibo量子コンピューティングフレームワーク用の新しいモジュールであるqibojitを開発した。 我々は、JITアプローチと関連する量子コンピューティング用の公開ライブラリのサブセットとの間に、系統的なパフォーマンスベンチマークを実行する。 提案手法は性能を損なうことなく実装の複雑な側面を単純化する。

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