論文の概要: An Abstraction Hierarchy Toward Productive Quantum Programming
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.13918v1
- Date: Wed, 22 May 2024 18:48:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-24 20:33:38.474723
- Title: An Abstraction Hierarchy Toward Productive Quantum Programming
- Title（参考訳）: 生産的量子プログラミングへの抽象化階層
- Authors: Olivia Di Matteo, Santiago Núñez-Corrales, Michał Stęchły, Steven P. Reinhardt, Tim Mattson,
- Abstract要約: 本稿では,量子ソフトウェア工学を支援する抽象階層を提案する。
現在の技術で見られるプログラミング、実行、ハードウェアモデル間の重複の結果について論じる。
私たちの研究は、量子プログラミングにおける具体的な概念上の課題とギャップを指していますが、第一のテーマは、進化は抽象的階層についての考え方に直感的に焦点を当てることです。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3640881838485995
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Experience from seven decades of classical computing suggests that a sustainable computer industry depends on a community of software engineers writing programs to address a wide variety of specific end-user needs, achieving both performance and utility in the process. Quantum computing is an emerging technology, and we do not yet have the insight to understand what quantum software tools and practices will best support researchers, software engineers, or applications specialists. Developers for today's quantum computers are grappling with the low-level details of the hardware, and progress towards scalable devices does not yet suggest what higher-level abstractions may look like. In this paper, we analyze and reframe the current state of the quantum software stack using the language of programming models. We propose an abstraction hierarchy to support quantum software engineering and discuss the consequences of overlaps across the programming, execution, and hardware models found in current technologies. We exercise this hierarchy for solving the eigenvalue estimation problem in two ways (a variational algorithm with error mitigation, and phase estimation with error correction) and pinpoint key differences in these approaches in terms of these layered models and their overlaps. While our work points to concrete conceptual challenges and gaps in quantum programming and proposes some specific steps forward, our primary thesis is that progress hinges on thinking about the abstraction hierarchy holistically, and not just about its components.
- Abstract（参考訳）: 古典コンピューティングの70年の経験から、持続可能なコンピュータ産業は、幅広い特定のエンドユーザのニーズに対応するプログラムを書くソフトウェアエンジニアのコミュニティに依存し、そのプロセスにおけるパフォーマンスとユーティリティの両方を達成することを示唆している。
量子コンピューティングは新興技術であり、量子ソフトウェアツールやプラクティスが研究者、ソフトウェアエンジニア、アプリケーションスペシャリストに最適なものを理解するための洞察を持っていません。
今日の量子コンピュータの開発者は、ハードウェアの低レベルの詳細に不満を抱いている。
本稿では,プログラミングモデルの言語を用いて,量子ソフトウェアスタックの現在の状態を分析し,再構成する。
量子ソフトウェア工学を支援する抽象階層を提案し、現在の技術で見られるプログラミング、実行、ハードウェアモデル間の重複の結果について議論する。
本稿では,この階層構造を用いて固有値推定問題を2つの方法で解く(誤差緩和を伴う変分アルゴリズムと誤り訂正による位相推定)。
私たちの研究は、量子プログラミングにおける具体的な概念的な課題とギャップを指し、いくつかの具体的なステップを提案していますが、主要なテーマは、コンポーネントだけでなく、抽象的な階層についての考え方に重点を置いています。
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