論文の概要: A Hybrid Classical-Quantum HPC Workload
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.04933v1
- Date: Fri, 8 Dec 2023 09:54:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-11 15:40:44.441378
- Title: A Hybrid Classical-Quantum HPC Workload
- Title（参考訳）: ハイブリッド古典量子HPCワークロード
- Authors: Aniello Esposito, Sebastien Cabaniols, Jessica R. Jones, David
Brayford
- Abstract要約: 量子デバイスを特徴とするスーパーコンピュータ上でのハイブリッド古典量子ワークロードのオーケストレーション戦略を提案する。
量子デバイスに計算の一部をオフロードするサンプルアプリケーションについて検討する。
現在のテストベッドは、最終的に実際の量子デバイスを含む、より高度なハイブリッドワークロードの基礎として機能する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A strategy for the orchestration of hybrid classical-quantum workloads on
supercomputers featuring quantum devices is proposed. The method makes use of
heterogeneous job launches with Slurm to interleave classical and quantum
computation, thereby reducing idle time of the quantum components. To better
understand the possible shortcomings and bottlenecks of such a workload, an
example application is investigated that offloads parts of the computation to a
quantum device. It executes on a classical HPC system, with a server mimicking
the quantum device, within the MPMD paradigm in Slurm. Quantum circuits are
synthesized by means of the Classiq software suite according to the needs of
the scientific application, and the Qiskit Aer circuit simulator computes the
state vectors. The HHL quantum algorithm for linear systems of equations is
used to solve the algebraic problem from the discretization of a linear
differential equation. Communication takes place over the MPI, which is broadly
employed in the HPC community. Extraction of state vectors and circuit
synthesis are the most time consuming, while communication is negligible in
this setup. The present test bed serves as a basis for more advanced hybrid
workloads eventually involving a real quantum device.
- Abstract（参考訳）: 量子デバイスを特徴とするスーパーコンピュータ上でのハイブリッド古典量子ワークロードのオーケストレーション戦略を提案する。
この方法は、Slurmとの不均一なジョブ起動を利用して古典的および量子計算をインターリーブし、量子成分のアイドル時間を短縮する。
このようなワークロードの欠点やボトルネックをよく理解するために、量子デバイスに計算の一部をオフロードするサンプルアプリケーションを調べる。
これは、SlurmのMPMDパラダイム内で、量子デバイスを模倣するサーバを備えた古典的なHPCシステムで実行される。
量子回路は科学的応用のニーズに応じてclassiqソフトウェアスイートによって合成され、qiskit aer回路シミュレータは状態ベクトルを計算する。
方程式の線形系に対するHHL量子アルゴリズムは、線形微分方程式の離散化から代数問題を解くために用いられる。
コミュニケーションは、HPCコミュニティで広く採用されているMPI上で行われる。
状態ベクトルの抽出と回路合成は最も時間がかかるが、通信はこの設定では無視できる。
現在のテストベッドは、最終的に実際の量子デバイスを含むより高度なハイブリッドワークロードの基礎として機能する。
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