論文の概要: Profiling quantum circuits for their efficient execution on single- and multi-core architectures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.12640v1
- Date: Wed, 17 Jul 2024 15:08:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-18 16:35:48.597186
- Title: Profiling quantum circuits for their efficient execution on single- and multi-core architectures
- Title（参考訳）: シングルコアおよびマルチコアアーキテクチャ上での効率的な実行のための量子回路のプロファイリング
- Authors: Medina Bandic, Pablo le Henaff, Anabel Ovide, Pau Escofet, Sahar Ben Rached, Santiago Rodrigo, Hans van Someren, Sergi Abadal, Eduard Alarcon, Carmen G. Almudever, Sebastian Feld,
- Abstract要約: 本研究では,量子ビット相互作用グラフとゲート依存性グラフから抽出したグラフ理論に基づくメトリクスを紹介する。
量子ビット相互作用とゲート依存性グラフの両方に根ざしたパラメータ間の接続と、量子回路マッピングのパフォーマンス指標を明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7340157845783293
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Application-specific quantum computers offer the most efficient means to tackle problems intractable by classical computers. Realizing these architectures necessitates a deep understanding of quantum circuit properties and their relationship to execution outcomes on quantum devices. Our study aims to perform for the first time a rigorous examination of quantum circuits by introducing graph theory-based metrics extracted from their qubit interaction graph and gate dependency graph alongside conventional parameters describing the circuit itself. This methodology facilitates a comprehensive analysis and clustering of quantum circuits. Furthermore, it uncovers a connection between parameters rooted in both qubit interaction and gate dependency graphs, and the performance metrics for quantum circuit mapping, across a range of established quantum device and mapping configurations. Among the various device configurations, we particularly emphasize modular (i.e., multi-core) quantum computing architectures due to their high potential as a viable solution for quantum device scalability. This thorough analysis will help us to: i) identify key attributes of quantum circuits that affect the quantum circuit mapping performance metrics; ii) predict the performance on a specific chip for similar circuit structures; iii) determine preferable combinations of mapping techniques and hardware setups for specific circuits; and iv) define representative benchmark sets by clustering similarly structured circuits.
- Abstract（参考訳）: アプリケーション固有の量子コンピュータは、古典的なコンピュータによって引き起こされる問題に対処する最も効率的な手段を提供する。
これらのアーキテクチャを実現するには、量子回路特性の深い理解と、量子デバイス上での実行結果との関係が必要である。
本研究は、量子回路自体を記述する従来のパラメータと並行して、量子ビット相互作用グラフとゲート依存性グラフから抽出したグラフ理論に基づくメトリクスを導入することで、量子回路の厳密な検証を初めて行うことを目的とする。
この手法は量子回路の包括的な解析とクラスタリングを促進する。
さらに、量子ビット相互作用とゲート依存性グラフの両方に根ざしたパラメータと、確立された量子デバイスとマッピング構成の範囲にわたる量子回路マッピングのパフォーマンス指標との接続を明らかにする。
様々なデバイス構成の中で、我々は特に、量子デバイススケーラビリティのための実行可能なソリューションとして高い可能性のために、モジュラー(つまりマルチコア)量子コンピューティングアーキテクチャを強調している。
この徹底的な分析は、次のような助けになるでしょう。
一 量子回路マッピング性能指標に影響を与える量子回路の重要な属性を識別すること。
二 類似回路構造のための特定チップの性能を予測すること。
三 特定回路のマッピング技術及びハードウェア装置の好適な組み合わせを決定すること。
iv) 同様に構造化された回路をクラスタリングすることで、代表ベンチマークセットを定義する。
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