論文の概要: Quantum Digital Twins for Uncertainty Quantification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.23311v1
• Date: Tue, 29 Oct 2024 09:41:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-01 17:01:31.884634
• Title: Quantum Digital Twins for Uncertainty Quantification
• Title（参考訳）: 不確実性量子化のための量子デジタル双対
• Authors: Soronzonbold Otgonbaatar, Elise Jennings,
• Abstract要約: 量子処理ユニットの仮想バージョンである量子デジタルツインを開発し構築する。 量子デジタルツインの潜在的な利点を示すため、5つの量子デジタルツインにハイブリッド量子アンサンブルを作成し、展開する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1510009152620668
• License:
• Abstract: Modern supercomputers can handle resource-intensive computational and data-driven problems in various industries and academic fields. These supercomputers are primarily made up of traditional classical resources comprising CPUs and GPUs. Integrating quantum processing units with supercomputers offers the potential to accelerate and manage computationally intensive subroutines currently handled by CPUs or GPUs. However, the presence of noise in quantum processing units limits their ability to provide a clear quantum advantage over conventional classical resources. Hence, we develop and construct "quantum digital twins," virtual versions of quantum processing units. To demonstrate the potential benefit of quantum digital twins, we create and deploy hybrid quantum ensembles on five quantum digital twins that emulate parallel quantum computers since hybrid quantum ensembles are suitable for distributed computing. Our study demonstrates that quantum digital twins assist in analyzing the actual quantum device noise on real-world use cases and emulate parallel quantum processing units for distributed computational tasks to obtain quantum advantage as early as possible.
• Abstract（参考訳）: 現代のスーパーコンピュータは、様々な産業や学術分野における資源集約的な計算とデータ駆動の問題を扱うことができる。 これらのスーパーコンピュータは、主にCPUとGPUから成る伝統的なリソースで構成されている。 量子処理ユニットとスーパーコンピュータを統合することで、現在CPUやGPUで処理されている計算集約サブルーチンを加速し、管理することが可能になる。 しかし、量子処理ユニットにおけるノイズの存在は、従来の古典的資源よりも明確な量子的優位性を提供する能力を制限する。 そこで我々は,量子処理ユニットの仮想バージョンである量子デジタルツインを開発し,構築する。 量子デジタルツインの潜在的な利点を実証するために、ハイブリッド量子アンサンブルは分散コンピューティングに適しているため、並列量子コンピュータをエミュレートする5つの量子デジタルツイン上にハイブリッド量子アンサンブルを作成し、展開する。 本研究は,量子ディジタル双対が実世界のユースケースにおける実際の量子デバイスノイズを分析し,分散計算タスクのための並列量子処理ユニットをエミュレートすることで,量子優位性をできるだけ早く得られることを示す。

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