論文の概要: A Design Framework for Distributed Quantum Computing Simulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.11539v2
- Date: Sun, 24 Dec 2023 15:53:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-27 22:33:11.479104
- Title: A Design Framework for Distributed Quantum Computing Simulation
- Title(参考訳): 分散量子計算シミュレーションのための一設計フレームワーク
- Authors: Davide Ferrari and Michele Amoretti
- Abstract要約: シミュレーションは量子コンピューティングと量子ネットワーク技術の設計と評価において重要な役割を果たしている。
本稿では,計算面とネットワーク面に等しく重点を置くシミュレーションフレームワークを提案する。
QPU利用率と量子ネットワーク利用率に対するジョブスケジューリングアルゴリズムの影響を評価するために,2つの指標が提案されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.508168174653256
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Current quantum processors are characterized by few hundreds of qubits with
non-uniform quality and highly constrained physical connectivity. Hence, the
increasing demand for large-scale quantum computers is pushing research on
Distributed Quantum Computing (DQC) architectures as a scalable approach for
increasing the number of available qubits for computational tasks. Simulation
plays a major role in this field. Many simulation tools have been recently
developed to support the research community in the design and evaluation of
quantum computing and quantum network technologies, including hardware,
protocols and applications. However, a framework for DQC simulation putting
equal emphasis on computational and networking aspects has never been proposed,
so far. In this paper, a design framework for DQC simulation is proposed, whose
core component is an Execution Manager that schedules DQC jobs for running on
networked quantum nodes. The role of each component of the design framework is
presented, with emphasis on performance indicators. Two metrics are proposed
for evaluating the impact of the job scheduling algorithms with respect to QPU
utilization and quantum network utilization, beyond the traditional concept of
makespan. The discussion is supported by a DQC job scheduling example, where
two different strategies are compared in terms of the proposed metrics.
- Abstract(参考訳): 現在の量子プロセッサは、一様でない品質と非常に制約のある物理的接続を持つ数百の量子ビットによって特徴づけられる。
したがって、大規模量子コンピュータの需要の増加は、分散量子コンピューティング(dqc)アーキテクチャの研究を、計算タスクの利用可能な量子ビット数を増やすためのスケーラブルなアプローチとして推進している。
この分野ではシミュレーションが重要な役割を果たす。
量子コンピューティングと量子ネットワーク技術の設計と評価において、ハードウェア、プロトコル、アプリケーションを含む研究コミュニティを支援するために、近年多くのシミュレーションツールが開発されている。
しかし、DQCシミュレーションで計算面とネットワーク面に等しく重点を置くフレームワークは、これまで提案されていない。
本稿では,ネットワーク化された量子ノード上で動作するためのdqcジョブをスケジュールする実行マネージャをコアコンポーネントとする,dqcシミュレーションのための設計フレームワークを提案する。
パフォーマンス指標に重点を置いた設計フレームワークの各コンポーネントの役割が提示される。
従来のmakespanの概念を超えて,qpu利用と量子ネットワーク利用に対するジョブスケジューリングアルゴリズムの影響を評価するために,2つの指標が提案されている。
この議論は、DQCジョブスケジューリングの例で支持されており、提案された指標から2つの異なる戦略を比較する。
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