論文の概要: Demystifying Quantum Power Flow: Unveiling the Limits of Practical Quantum Advantage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.08617v2
• Date: Tue, 20 Feb 2024 05:05:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-21 19:15:44.935866
• Title: Demystifying Quantum Power Flow: Unveiling the Limits of Practical Quantum Advantage
• Title（参考訳）: demystifying quantum power flow: 実用的量子優位性の限界を明らかにする
• Authors: Parikshit Pareek, Abhijith Jayakumar, Carleton Coffrin, and Sidhant Misra
• Abstract要約: 量子コンピュータは、古典的コンピュータにとって難解な問題を解くことを約束する。 量子パワーフローアルゴリズムによるスピードアップは、最先端のアルゴリズムによって解決された古典的なPFと比較して指数関数であると主張される。 ゲートベース量子コンピュータの古典的手法と比較して,QPFの解法における実用的量子優位性(PQA)の可能性を検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8498944632323755
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computers hold promise for solving problems intractable for classical computers, especially those with high time and/or space complexity. The reduction of the power flow (PF) problem into a linear system of equations, allows formulation of quantum power flow (QPF) algorithms, based on quantum linear system solving methods such as the Harrow-Hassidim-Lloyd (HHL) algorithm. The speedup due to QPF algorithms is claimed to be exponential when compared to classical PF solved by state-of-the-art algorithms. We investigate the potential for practical quantum advantage (PQA) in solving QPF compared to classical methods on gate-based quantum computers. We meticulously scrutinize the end-to-end complexity of QPF, providing a nuanced evaluation of the purported quantum speedup in this problem. Our analysis establishes a best-case bound for the HHL-QPF complexity, conclusively demonstrating the absence of any PQA in the direct current power flow (DCPF) and fast decoupled load flow (FDLF) problem. Additionally, we establish that for potential PQA to exist it is necessary to consider DCPF-type problems with a very narrow range of condition number values and readout requirements.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、古典的なコンピュータ、特に時間と空間の複雑さの問題を解くことを約束している。 パワーフロー問題(pf)を線形方程式系に還元することで、harrow-hassidim-lloyd (hhl) アルゴリズムのような量子線形システム解法に基づく量子パワーフロー(qpf)アルゴリズムの定式化が可能になる。 QPFアルゴリズムによる高速化は、最先端のアルゴリズムによって解決された古典的なPFと比較して指数関数的であると主張されている。 ゲートベース量子コンピュータの古典的手法と比較して,QPFの解法における実用的量子優位性(PQA)の可能性を検討する。 我々はQPFの終端複雑性を慎重に精査し、この問題における量子スピードアップの微妙な評価を提供する。 本稿では,直流電力流(DCPF)問題と高速脱結合負荷流(FDLF)問題におけるPQAの欠如を確定的に証明し,HHL-QPFの複雑性を最良ケース境界とする。 さらに、潜在的PQAが存在するためには、条件数値と読み出し要求の幅が非常に狭いDCPF型問題を考える必要があることを確かめる。

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