論文の概要: Quantum Power Flows: From Theory to Practice
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.05728v1
- Date: Thu, 10 Nov 2022 17:52:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-11-11 14:55:31.344788
- Title: Quantum Power Flows: From Theory to Practice
- Title(参考訳): 量子パワーの流れ:理論から実践へ
- Authors: Junyu Liu, Han Zheng, Masanori Hanada, Kanav Setia, Dan Wu
- Abstract要約: 我々は、最先端のスマートグリッド問題に対する量子コンピューティングアルゴリズムの適用について論じる。
パワーフロー問題におけるスパース行列逆転に対するハロー・ハシジン・ロイド(HHL)アルゴリズムを用いることにより,ポテンシャル,指数的量子スピードアップを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.488074575735137
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Climate change is becoming one of the greatest challenges to the sustainable
development of modern society. Renewable energies with low density greatly
complicate the online optimization and control processes, where modern advanced
computational technologies, specifically quantum computing, have significant
potential to help. In this paper, we discuss applications of quantum computing
algorithms toward state-of-the-art smart grid problems. We suggest potential,
exponential quantum speedup by the use of the Harrow-Hassidim-Lloyd (HHL)
algorithms for sparse matrix inversions in power-flow problems. However,
practical implementations of the algorithm are limited by the noise of quantum
circuits, the hardness of realizations of quantum random access memories
(QRAM), and the depth of the required quantum circuits. We benchmark the
hardware and software requirements from the state-of-the-art power-flow
algorithms, including QRAM requirements from hybrid phonon-transmon systems,
and explicit gate counting used in HHL for explicit realizations. We also
develop near-term algorithms of power flow by variational quantum circuits and
implement real experiments for 6 qubits with a truncated version of power
flows.
- Abstract(参考訳): 気候変動は現代社会の持続可能な発展に最も大きな課題となっている。
低密度の再生可能エネルギーは、現代の高度な計算技術、特に量子コンピューティングが役立つオンライン最適化と制御プロセスを大幅に複雑にする。
本稿では,現状のスマートグリッド問題に対する量子コンピューティングアルゴリズムの適用について論じる。
パワーフロー問題におけるスパース行列逆転に対するハロー・ハシジン・ロイド(HHL)アルゴリズムを用いることにより,ポテンシャル,指数的量子スピードアップを提案する。
しかし、実際の実装は量子回路のノイズ、量子ランダムアクセスメモリ(QRAM)の実現の難しさ、必要な量子回路の深さによって制限されている。
我々は,ハイブリッドフォノン・トランスモンシステムからのQRAM要求や,明示的な実現のためにHHLで使用される明示的なゲートカウントなど,最先端のパワーフローアルゴリズムのハードウェアおよびソフトウェア要件をベンチマークする。
また,変動量子回路によるパワーフローの短期的アルゴリズムを開発し,停止型パワーフローを用いた6量子ビットの実実験を行う。
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