論文の概要: Simulation of Quantum Computers: Review and Acceleration Opportunities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.12660v1
- Date: Wed, 16 Oct 2024 15:19:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-17 13:41:09.347394
- Title: Simulation of Quantum Computers: Review and Acceleration Opportunities
- Title（参考訳）: 量子コンピュータのシミュレーション:再検討と加速の可能性
- Authors: Alessio Cicero, Mohammad Ali Maleki, Muhammad Waqar Azhar, Anton Frisk Kockum, Pedro Trancoso,
- Abstract要約: 量子コンピューティングは、現在の古典的コンピュータでは合理的に解決できない複雑な問題を解くことで、複数の分野に革命をもたらす可能性がある。
現在、量子アルゴリズムを開発し、テストする最も実践的な方法は、量子コンピュータの古典的なシミュレータを使うことである。
このレビューでは、量子コンピュータのコンポーネントの概要、これらのコンポーネントと量子コンピュータ全体をシミュレートできるレベル、および異なる最先端の加速アプローチの分析について紹介する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum computing has the potential to revolutionize multiple fields by solving complex problems that can not be solved in reasonable time with current classical computers. Nevertheless, the development of quantum computers is still in its early stages and the available systems have still very limited resources. As such, currently, the most practical way to develop and test quantum algorithms is to use classical simulators of quantum computers. In addition, the development of new quantum computers and their components also depends on simulations. Given the characteristics of a quantum computer, their simulation is a very demanding application in terms of both computation and memory. As such, simulations do not scale well in current classical systems. Thus different optimization and approximation techniques need to be applied at different levels. This review provides an overview of the components of a quantum computer, the levels at which these components and the whole quantum computer can be simulated, and an in-depth analysis of different state-of-the-art acceleration approaches. Besides the optimizations that can be performed at the algorithmic level, this review presents the most promising hardware-aware optimizations and future directions that can be explored for improving the performance and scalability of the simulations.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、現在の古典的コンピュータでは合理的に解決できない複雑な問題を解くことで、複数の分野に革命をもたらす可能性がある。
それでも、量子コンピュータの開発はまだ初期段階にあり、利用可能なシステムにはリソースが限られている。
そのため、現在、量子アルゴリズムを開発し、テストする最も実践的な方法は、量子コンピュータの古典的なシミュレータを使うことである。
さらに、新しい量子コンピュータとそのコンポーネントの開発もシミュレーションに依存している。
量子コンピュータの特性を考えると、そのシミュレーションは計算とメモリの両方の観点から非常に要求の多いアプリケーションである。
そのため、シミュレーションは現在の古典システムではうまくスケールしない。
したがって、異なるレベルの最適化と近似技術を適用する必要がある。
このレビューでは、量子コンピュータのコンポーネントの概要、これらのコンポーネントと量子コンピュータ全体をシミュレートできるレベル、および異なる最先端の加速アプローチの詳細な分析について紹介する。
アルゴリズムレベルで行うことができる最適化に加えて、このレビューでは、最も有望なハードウェア対応の最適化と、シミュレーションの性能と拡張性を改善するための今後の方向性を提示する。
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