論文の概要: Utilizing Resource Estimation for the Development of Quantum Computing Applications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.12434v1
• Date: Mon, 19 Feb 2024 19:00:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-21 18:35:59.132509
• Title: Utilizing Resource Estimation for the Development of Quantum Computing Applications
• Title（参考訳）: 資源推定を利用した量子コンピューティングアプリケーションの開発
• Authors: Nils Quetschlich, Mathias Soeken, Prakash Murali, Robert Wille
• Abstract要約: 本稿では,実世界の量子コンピューティングアプリケーションの開発と評価を改善するために資源推定を利用する方法を紹介する。 これにより、エンドユーザーはすでに将来の量子コンピューティングアプリケーションの可能性をチェックできる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.163222517437049
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computing has made considerable progress in recent years in both software and hardware. But to unlock the power of quantum computers in solving problems that cannot be efficiently solved classically, quantum computing at scale is necessary. Unfortunately, quantum simulators suffer from their exponential complexity and, at the same time, the currently available quantum computing hardware is still rather limited (even if roadmaps make intriguing promises). Hence, in order to evaluate quantum computing applications, end-users are still frequently restricted to toy-size problem instances (which additionally often do not take error correction into account). This substantially hinders the development and assessment of real-world quantum computing applications. In this work, we demonstrate how to utilize Resource Estimation to improve this situation. We show how the current workflow (relying on simulation and/or execution) can be complemented with an estimation step, allowing that end-users (1) actually can consider real-world problem instances already today (also considering error correction schemes and correspondingly required hardware resources), (2) can start exploring possible optimizations of those instances across the entire design space, and (3) can incorporate hypotheses of hardware development trends to derive more informed and, thus, better design space parameters. Overall, this enables end-users already today to check out the promises of possible future quantum computing applications, even if the corresponding hardware to execute them is not available yet.
• Abstract（参考訳）: 近年、量子コンピューティングはソフトウェアとハードウェアの両方で大きく進歩している。 しかし、古典的に効率的に解決できない問題を解決するために量子コンピュータのパワーを解放するには、スケールでの量子コンピューティングが必要である。 残念なことに、量子シミュレータはその指数関数的な複雑さに悩まされており、同時に現在利用可能な量子コンピューティングハードウェアはかなり制限されている(たとえロードマップが興味深い約束をしているとしても)。 したがって、量子コンピューティングアプリケーションを評価するために、エンドユーザはおもちゃサイズの問題インスタンスに制限されることが多い(エラー訂正も考慮に入れない)。 これにより、現実世界の量子コンピューティングアプリケーションの開発と評価が著しく妨げられる。 本研究では,この状況を改善するために資源推定を利用する方法を示す。 We show how the current workflow (relying on simulation and/or execution) can be complemented with an estimation step, allowing that end-users (1) actually can consider real-world problem instances already today (also considering error correction schemes and correspondingly required hardware resources), (2) can start exploring possible optimizations of those instances across the entire design space, and (3) can incorporate hypotheses of hardware development trends to derive more informed and, thus, better design space parameters. これによってエンドユーザーは、たとえそれを実行するハードウェアがまだ利用できないとしても、将来の量子コンピューティングアプリケーションの可能性を確認することができる。

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