論文の概要: Breaking Down Quantum Compilation: Profiling and Identifying Costly Passes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.15141v1
- Date: Mon, 21 Apr 2025 14:45:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-29 14:53:04.48041
- Title: Breaking Down Quantum Compilation: Profiling and Identifying Costly Passes
- Title（参考訳）: 量子コンパイルを壊す - プロファイリングとコストパスの特定
- Authors: Felix Zilk, Alessandro Tundo, Vincenzo De Maio, Ivona Brandic,
- Abstract要約: 本稿では,Qiskitにおける量子回路コンパイルプロセスの予備解析を行う。
コンパイル時間全体に最も強い影響を与えるタスクを特定します。
その結果,最適化レベルが向上するにつれて,回路合成とゲートパスが最優先課題であることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 40.11095094521714
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: With the increasing capabilities of quantum systems, the efficient, practical execution of quantum programs is becoming more critical. Each execution includes compilation time, which accounts for substantial overhead of the overall program runtime. To address this challenge, proposals that leverage precompilation techniques have emerged, whereby entire circuits or select components are precompiled to mitigate the compilation time spent during execution. Considering the impact of compilation time on quantum program execution, identifying the contribution of each individual compilation task to the execution time is necessary in directing the community's research efforts towards the development of an efficient compilation and execution pipeline. In this work, we perform a preliminary analysis of the quantum circuit compilation process in Qiskit, examining the cumulative runtime of each individual compilation task and identifying the tasks that most strongly impact the overall compilation time. Our results indicate that, as the desired level of optimization increases, circuit optimization and gate synthesis passes become the dominant tasks in compiling a Quantum Fourier Transform, with individual passes consuming up to 87% of the total compilation time. Mapping passes require the most compilation time for a GHZ state preparation circuit, accounting for over 99% of total compilation time.
- Abstract（参考訳）: 量子システムの能力の増大に伴い、量子プログラムの効率的で実用的な実行がますます重要になっている。
それぞれの実行にはコンパイル時間が含まれており、プログラムランタイム全体のオーバーヘッドが大きい。
この課題に対処するため、プリコンパイル技術を活用する提案が登場し、回路全体やセレクトコンポーネントがプリコンパイルされ、実行中に費やされたコンパイル時間を短縮する。
コンパイル時間が量子プログラムの実行に与える影響を考慮すると、効率的なコンパイルおよび実行パイプラインの開発に向けたコミュニティの研究を指示するには、個々のコンパイルタスクの実行時間への貢献を特定する必要がある。
本研究では、Qiskitにおける量子回路コンパイルプロセスの予備解析を行い、各コンパイルタスクの累積実行時間を調べ、全体のコンパイル時間に最も強い影響を与えるタスクを特定する。
以上の結果から,回路最適化とゲート合成が量子フーリエ変換のコンパイルにおいて最重要課題となり,各パスはコンパイル時間の最大87%を消費することがわかった。
マッピングパスはGHZ状態準備回路の最もコンパイル時間を必要とし、総コンパイル時間の99%以上を占める。
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