論文の概要: Evaluating the performance of quantum processing units at large width and depth

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.06471v2
• Date: Wed, 28 May 2025 08:55:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-29 20:07:45.764451
• Title: Evaluating the performance of quantum processing units at large width and depth
• Title（参考訳）: 広い幅・深さでの量子処理ユニットの性能評価
• Authors: J. A. Montanez-Barrera, Kristel Michielsen, David E. Bernal Neira,
• Abstract要約: 線形ランプ量子近似最適化アルゴリズム(LR-QAOA)に基づくベンチマークプロトコルを提案する。 LR-QAOAは、回路深度が増加するにつれてコヒーレント信号を保存するQPUの能力を定量化し、ランダムサンプリングと統計的に区別できない性能になるかどうかを特定する。 このプロトコルを6つのベンダーの24の量子プロセッサに適用し、最大156の量子ビットと1Dチェーンにまたがる1万の層、ネイティブレイアウト、完全に接続されたトポロジの問題をテストします。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.40964539027092917
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computers have now surpassed classical simulation limits, yet noise continues to limit their practical utility. As the field shifts from proof-of-principle demonstrations to early deployments, there is no standard method for meaningfully and scalably comparing heterogeneous quantum hardware. Existing benchmarks typically focus on gate-level fidelity or constant-depth circuits, offering limited insight into algorithmic performance at depth. Here we introduce a benchmarking protocol based on the linear ramp quantum approximate optimization algorithm (LR-QAOA), a fixed-parameter, deterministic variant of QAOA. LR-QAOA quantifies a QPU's ability to preserve a coherent signal as circuit depth increases, identifying when performance becomes statistically indistinguishable from random sampling. We apply this protocol to 24 quantum processors from six vendors, testing problems with up to 156 qubits and 10,000 layers across 1D-chains, native layouts, and fully connected topologies. This constitutes the most extensive cross-platform quantum benchmarking effort to date, with circuits reaching a million two-qubit gates. LR-QAOA offers a scalable, unified benchmark across platforms and architectures, making it a tool for tracking performance in quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは現在、古典的なシミュレーションの限界を超えているが、ノイズは実用性に制限を与え続けている。 フィールドがプリンシプル実証から初期展開へと移行するにつれて、異種量子ハードウェアを有意義かつ辛抱強く比較する標準的な方法が存在しない。 既存のベンチマークは一般的にゲートレベルの忠実度や定数深度回路に重点を置いており、アルゴリズムの性能の深さに関する限られた洞察を与えている。 本稿では,線形ランプ量子近似アルゴリズム(LR-QAOA)に基づくベンチマークプロトコルを提案する。 LR-QAOAは、回路深度が増加するにつれてコヒーレント信号を保持するQPUの能力を定量化し、ランダムサンプリングと統計的に区別できない性能になるかどうかを特定する。 このプロトコルを6つのベンダーの24の量子プロセッサに適用し、最大156の量子ビットと1Dチェーンにまたがる1万の層、ネイティブレイアウト、完全に接続されたトポロジの問題をテストします。 これは、これまでで最も広範なクロスプラットフォームの量子ベンチマークの取り組みであり、回路は100万個の2ビットゲートに達する。 LR-QAOAは、プラットフォームとアーキテクチャをまたいだスケーラブルで統一されたベンチマークを提供し、量子コンピューティングのパフォーマンスを追跡するツールである。

関連論文リスト

• An Efficient Quantum Classifier Based on Hamiltonian Representations [50.467930253994155]
  量子機械学習(QML)は、量子コンピューティングの利点をデータ駆動タスクに移行しようとする分野である。 入力をパウリ弦の有限集合にマッピングすることで、データ符号化に伴うコストを回避できる効率的な手法を提案する。 我々は、古典的および量子モデルに対して、テキストおよび画像分類タスクに対する我々のアプローチを評価する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-04-13T11:49:53Z)
• Heuristic Time Complexity of NISQ Shortest-Vector-Problem Solvers [0.0]
  最短ベクトル問題は古典コンピュータや量子コンピュータでは難しいと考えられている。 我々は、ハミルトン多様体の基底状態において、SVPを効率的に符号化することは可能であることを示す。 より論理的な量子ビットを導入することなく、SVPに対するゼロベクトル解を避ける新しい方法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-02-07T19:42:35Z)
• ParetoQ: Scaling Laws in Extremely Low-bit LLM Quantization [58.84018707089315]
  本稿では,1ビット,1.58ビット,2ビット,3ビット,4ビットの量子化設定に対して厳密な比較を行う統一フレームワークを提案する。 3次、2ビット、3ビット量子化は、サイズと精度のトレードオフにおいて同等のパフォーマンスを維持していることを示す。 ハードウェアの制約を考慮すると、2ビット量子化はメモリの削減とスピードアップに有望な可能性を秘めている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-02-04T18:59:26Z)
• Extending Quantum Perceptrons: Rydberg Devices, Multi-Class Classification, and Error Tolerance [67.77677387243135]
  量子ニューロモーフィックコンピューティング(QNC)は、量子計算とニューラルネットワークを融合して、量子機械学習(QML)のためのスケーラブルで耐雑音性のあるアルゴリズムを作成する QNCの中核は量子パーセプトロン(QP)であり、相互作用する量子ビットのアナログダイナミクスを利用して普遍的な量子計算を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-13T23:56:20Z)
• On the practicality of quantum sieving algorithms for the shortest vector problem [42.70026220176376]
  格子ベースの暗号は、量子後暗号の主要な候補の1つである。 量子攻撃に対する暗号セキュリティは、最短ベクトル問題(SVP)のような格子問題に基づいている SVPを解くための漸近的な量子スピードアップはGroverの探索に依存している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-17T16:54:41Z)
• SWAP-less Implementation of Quantum Algorithms [0.0]
  本稿では,接続性に制限のあるデバイスにアルゴリズムを実装するために,パリティ量子情報のフローを追跡するフォーマリズムを提案する。 我々は、エンタングゲートが量子状態を操作するだけでなく、量子情報の伝達にも活用できるという事実を活用している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-20T14:51:00Z)
• A Quantum-Classical Collaborative Training Architecture Based on Quantum State Fidelity [50.387179833629254]
  我々は,コ・テンク (co-TenQu) と呼ばれる古典量子アーキテクチャを導入する。 Co-TenQuは古典的なディープニューラルネットワークを41.72%まで向上させる。 他の量子ベースの手法よりも1.9倍も優れており、70.59%少ない量子ビットを使用しながら、同様の精度を達成している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-23T14:09:41Z)
• Quantum Architecture Search with Unsupervised Representation Learning [24.698519892763283]
  教師なし表現学習は量子アーキテクチャ探索(QAS)を前進させる新しい機会を提供する QASは変分量子アルゴリズム(VQA)のための量子回路を最適化するように設計されている
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-21T19:53:17Z)
• A multiple-circuit approach to quantum resource reduction with application to the quantum lattice Boltzmann method [39.671915199737846]
  量子格子ボルツマン法(QLBM)における非圧縮性ナビエ-ストークス方程式の多重回路アルゴリズムを提案する。 提案法は2次元蓋駆動キャビティフローに対して検証および実証を行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-20T15:32:01Z)
• Towards large-scale quantum optimization solvers with few qubits [59.63282173947468]
  我々は、$m=mathcalO(nk)$バイナリ変数を$n$ qubitsだけを使って最適化するために、$k>1$で可変量子ソルバを導入する。 我々は,特定の量子ビット効率の符号化が,バレン高原の超ポリノミウム緩和を内蔵特徴としてもたらすことを解析的に証明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-17T18:59:38Z)
• QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum Circuits [82.50620782471485]
  QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。 1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。 提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z)
• Quantum Circuit Optimization through Iteratively Pre-Conditioned Gradient Descent [0.4915744683251151]
  量子回路を最適化し、状態準備と量子アルゴリズムの実装のための性能高速化を示すために、繰り返し事前条件勾配降下(IPG)を行う。 4量子W状態と最大絡み合った5量子GHZ状態を作成するための104ドルの係数による忠実度の向上を示す。 また、IPGを用いて量子フーリエ変換のユニタリを最適化するゲインを示し、IonQの量子処理ユニット(QPU)上でそのような最適化された回路の実行結果を報告する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-18T17:30:03Z)
• Large-scale quantum approximate optimization on non-planar graphs with machine learning noise mitigation [0.46040036610482665]
  誤差軽減は、ノイズの多いデバイスが有意義に実行できる量子回路のサイズを拡大する。 機械学習に基づく誤差軽減により最大40ノードの非平面ランダム正規グラフ上で量子近似最適化アルゴリズム(QAOA)を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-26T18:00:07Z)
• Qubit efficient quantum algorithms for the vehicle routing problem on NISQ processors [48.68474702382697]
  時間窓付き車両ルーティング問題(VRPTW)は、ロジスティクス業界で直面する一般的な最適化問題である。 そこで本研究では,以前に導入した量子ビット符号化方式を用いて,バイナリ変数の数を削減した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-14T13:44:35Z)
• Majorization-based benchmark of the complexity of quantum processors [105.54048699217668]
  我々は、様々な量子プロセッサの動作を数値的にシミュレートし、特徴付ける。 我々は,各デバイスの性能をベンチマークラインと比較することにより,量子複雑性を同定し,評価する。 我々は、回路の出力状態が平均して高い純度である限り、偏化ベースのベンチマークが成り立つことを発見した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-10T23:01:10Z)
• FrozenQubits: Boosting Fidelity of QAOA by Skipping Hotspot Nodes [3.2505361717998227]
  ホットスポットノードやキュービットを凍結し、与えられた問題の状態空間をいくつかの小さな部分空間にインテリジェントに分割するFrozenQubitsを提案する。 従来の回路切断アプローチとは異なり、FrozenQubitsは指数関数的に複雑な後処理ステップを必要としない。 IBMの8種類の量子コンピュータ上の5,300QAOA回路による評価は、FrozenQubitsがソリューションの品質を平均8.73倍改善できることを示している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-31T03:20:56Z)
• QuEst: Graph Transformer for Quantum Circuit Reliability Estimation [26.963991539714236]
  TorchQuantumと呼ばれるPythonライブラリは、機械学習タスクのためにPQCを構築し、シミュレートし、訓練することができる。 本稿では,回路の忠実度に対するノイズの影響を予測するために,グラフトランスフォーマモデルを提案する。 回路シミュレータと比較すると、予測器は忠実度を推定するための200倍以上のスピードアップを持つ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-30T02:35:31Z)
• Hybrid Gate-Based and Annealing Quantum Computing for Large-Size Ising Problems [0.0]
  我々は,最大$N_rmgb2N_rmgb$-qubitゲートベースの量子コンピュータによりIsing問題を最大$N_rmgb2N_rmgb$で解くアルゴリズムLSSAを提案する。 フルシステム問題をより小さなサブシステム問題に分割することにより、LSSAアルゴリズムはゲートベースの量子コンピュータまたは量子アニールによるサブシステム問題の解法を行う。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-05T17:16:52Z)
• Suppressing quantum errors by scaling a surface code logical qubit [147.2624260358795]
  複数のコードサイズにわたる論理量子ビット性能のスケーリングの測定について報告する。 超伝導量子ビット系は、量子ビット数の増加による追加誤差を克服するのに十分な性能を有する。 量子誤り訂正は量子ビット数が増加するにつれて性能が向上し始める。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-13T18:00:02Z)
• Quantum Goemans-Williamson Algorithm with the Hadamard Test and Approximate Amplitude Constraints [62.72309460291971]
  本稿では,n+1$ qubitsしか使用しないGoemans-Williamsonアルゴリズムの変分量子アルゴリズムを提案する。 補助量子ビット上で適切にパラメータ化されたユニタリ条件として目的行列を符号化することにより、効率的な最適化を実現する。 各種NPハード問題に対して,Goemans-Williamsonアルゴリズムの量子的効率的な実装を考案し,提案プロトコルの有効性を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-30T03:15:23Z)
• Quantum State Preparation with Optimal Circuit Depth: Implementations and Applications [10.436969366019015]
  我々は、$Theta(n)$-depth回路は、$O(ndlog d)$ acillary qubitsを持つ$Theta(log(nd))で作成可能であることを示す。 我々は、ハミルトンシミュレーション、方程式の線形系解法、量子ランダムアクセスメモリの実現など、異なる量子コンピューティングタスクにおける結果の適用について論じる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-27T13:16:30Z)
• An Optimized Quantum Implementation of ISD on Scalable Quantum Resources [2.274915755738124]
  Prange の ISD アルゴリズムは量子コンピュータ上でより効率的に実装可能であることを示す。 我々は、古典的コプロセッサのアイデアを活用して、ハイブリッドな古典的量子トレードオフを設計する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-12T06:01:10Z)
• Benchmarking Small-Scale Quantum Devices on Computing Graph Edit Distance [52.77024349608834]
  グラフ編集距離(GED: Graph Edit Distance)は、2つのグラフ間の(異なる)相似性の度合いを測定する。 本稿では、GED計算における2つの量子アプローチの比較研究について述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-19T12:35:26Z)
• Accelerating variational quantum algorithms with multiple quantum processors [78.36566711543476]
  変分量子アルゴリズム(VQA)は、特定の計算上の利点を得るために、短期量子マシンを利用する可能性がある。 現代のVQAは、巨大なデータを扱うために単独の量子プロセッサを使用するという伝統によって妨げられている、計算上のオーバーヘッドに悩まされている。 ここでは、この問題に対処するため、効率的な分散最適化手法であるQUDIOを考案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-24T08:18:42Z)
• Benchmarking quantum co-processors in an application-centric, hardware-agnostic and scalable way [0.0]
  我々はAtos Q-score (TM)と呼ばれる新しいベンチマークを導入する。 Qスコアは、MaxCut最適化問題を解決するために効果的に使用できる量子ビットの最大数を測定する。 量子ハードウェアのQスコアを簡単に計算できるQスコアのオープンソース実装を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-25T16:26:23Z)
• Quantum circuit architecture search for variational quantum algorithms [88.71725630554758]
  本稿では、QAS(Quantum Architecture Search)と呼ばれるリソースと実行時の効率的なスキームを提案する。 QASは、よりノイズの多い量子ゲートを追加することで得られる利点と副作用のバランスをとるために、自動的にほぼ最適アンサッツを求める。 数値シミュレータと実量子ハードウェアの両方に、IBMクラウドを介してQASを実装し、データ分類と量子化学タスクを実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-20T12:06:27Z)
• Improving the Performance of Deep Quantum Optimization Algorithms with Continuous Gate Sets [47.00474212574662]
  変分量子アルゴリズムは計算的に難しい問題を解くのに有望であると考えられている。 本稿では,QAOAの回路深度依存性能について実験的に検討する。 この結果から, 連続ゲートセットの使用は, 短期量子コンピュータの影響を拡大する上で重要な要素である可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-11T17:20:51Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。