論文の概要: MQT Predictor: Automatic Device Selection with Device-Specific Circuit Compilation for Quantum Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.06889v2
- Date: Fri, 6 Sep 2024 12:45:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-09 20:53:23.577871
- Title: MQT Predictor: Automatic Device Selection with Device-Specific Circuit Compilation for Quantum Computing
- Title（参考訳）: MQT予測器:量子コンピューティングのためのデバイス特化回路コンパイルによる自動デバイス選択
- Authors: Nils Quetschlich, Lukas Burgholzer, Robert Wille,
- Abstract要約: 本稿では,特定のアプリケーションに適した量子デバイスを自動的に選択する手法を提案する。
MQT Predictorと呼ばれる結果のフレームワークは、最適化されたコンパイラを作成するために、さまざまなツールからコンパイラパスを混合し、マッチングすることができる。
MQT PredictorはGitHubでオープンソースとして公開されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.704614749567071
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Fueled by recent accomplishments in quantum computing hardware and software, an increasing number of problems from various application domains are being explored as potential use cases for this new technology. Similarly to classical computing, realizing an application on a particular quantum device requires the corresponding (quantum) circuit to be compiled so that it can be executed on the device. With a steadily growing number of available devices and a wide variety of different compilation tools, the number of choices to consider when trying to realize an application is quickly exploding. Due to missing tool support and automation, especially end-users who are not quantum computing experts are easily left unsupported and overwhelmed. In this work, we propose a methodology that allows one to automatically select a suitable quantum device for a particular application and provides an optimized compiler for the selected device. The resulting framework -- called the MQT Predictor -- not only supports end-users in navigating the vast landscape of choices, it also allows mixing and matching compiler passes from various tools to create optimized compilers that transcend the individual tools. Evaluations of an exemplary framework instantiation based on more than 500 quantum circuits and seven devices have shown that -- compared to both Qiskit's and TKET's most optimized compilation flows for all devices -- the MQT Predictor produces circuits within the top-3 out of 14 baselines in more than 98% of cases while frequently outperforming any tested combination by up to 53% when optimizing for expected fidelity. MQT Predictor is publicly available as open-source on GitHub (https://github.com/cda-tum/mqt-predictor) and as an easy-to-use Python package (https://pypi.org/p/mqt.predictor).
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングのハードウェアとソフトウェアにおける最近の成果により、この新技術の潜在的なユースケースとして、様々なアプリケーション領域の問題が調査されている。
古典コンピューティングと同様に、特定の量子デバイス上でアプリケーションを実現するには、デバイス上で実行できるように、対応する(量子)回路をコンパイルする必要がある。
利用可能なデバイスが着実に増え、さまざまな異なるコンパイルツールによって、アプリケーションを実現しようとするときに考慮すべき選択肢の数は急速に拡大しています。
ツールのサポートや自動化が不足しているため、特に量子コンピューティングの専門家ではないエンドユーザは、簡単にサポートされ、圧倒されます。
本研究では,特定のアプリケーションに適した量子デバイスを自動的に選択し,選択したデバイスに最適化されたコンパイラを提供する手法を提案する。
MQT Predictorと呼ばれる結果のフレームワークは、選択肢の広大な風景をナビゲートするエンドユーザをサポートするだけでなく、さまざまなツールからコンパイラパスの混合とマッチングを可能にし、個々のツールを横断する最適化されたコンパイラを作成することができる。
500以上の量子回路と7つのデバイスに基づく、模範的なフレームワークのインスタンス化の評価によると、QiskitとTKETの両デバイスで最も最適化されたコンパイルフローと比較して、MQT Predictorは、14のベースラインのうちトップ3の回路を98%以上で生成し、期待される忠実さを最適化すると、テスト済みの組み合わせを最大53%上回っている。
MQT PredictorはGitHubでオープンソースとして公開されている(https://github.com/cda-tum/mqt-predictor)。
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