論文の概要: Future Impact of Quantum Computing on the Computational Landscape of Power Electronics: A Short Tutorial

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.02577v1
• Date: Thu, 03 Jul 2025 12:33:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-04 15:37:16.277868
• Title: Future Impact of Quantum Computing on the Computational Landscape of Power Electronics: A Short Tutorial
• Title（参考訳）: 電力電子の計算ランドスケープに及ぼす量子コンピューティングの将来的影響:短期チュートリアル
• Authors: Nikolaos G. Paterakis, Petros Karamanakos, Corey O'Meara, Georgios Papafotiou,
• Abstract要約: 本稿では,量子コンピューティングの基本概念に関するチュートリアルを提供する。 電力エレクトロニクスでよく見られるオフライン混合整数最適化問題に対する量子コンピューティングの利用について検討した。 このデモンストレーションは、電力エレクトロニクスにおける量子手法の活用に向けた先駆的な一歩である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computing is emerging as a promising technology for solving complex optimization problems that arise in various engineering fields, and therefore has the potential to also significantly impact power electronics applications. This paper offers a concise tutorial on fundamental concepts in quantum computing, serving as both an introduction to the field and a bridge to its potential applications in power electronics. As a first step in this direction, the use of quantum computing for solving offline mixed-integer optimization problems commonly encountered in power electronics is examined. To this end, a simplified power electronics design problem is reformulated as a quadratic unconstrained binary optimization (QUBO) problem and executed on quantum hardware, despite current limitations such as low qubit counts and hardware noise. This demonstration marks a pioneering step towards leveraging quantum methods in power electronics. Moreover, the implications of ongoing advancements in quantum algorithms and hardware are discussed, highlighting their potential to enable the efficient solution of large-scale, multiobjective design and control problems. The presented findings suggest that early adoption and exploration of quantum computing could significantly expand the capabilities and performance of power electronic systems in the near future.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、様々な工学分野において発生する複雑な最適化問題を解くための有望な技術として登場しており、電力エレクトロニクスアプリケーションにも大きな影響を与える可能性がある。 本稿では,量子コンピューティングの基本概念に関する簡潔なチュートリアルを提供する。 この方向への第一歩として、電力エレクトロニクスでよく見られるオフライン混合整数最適化問題に対する量子コンピューティングの利用について検討した。 この目的のために、単純化された電力エレクトロニクス設計問題は2次非拘束バイナリ最適化(QUBO)問題として再構成され、量子ハードウェア上で実行される。 このデモンストレーションは、電力エレクトロニクスにおける量子手法の活用に向けた先駆的な一歩である。 さらに、量子アルゴリズムとハードウェアの継続的な進歩がもたらす影響について論じ、大規模多目的設計および制御問題の効率的な解決を可能にする可能性を強調した。 提案した結果は、量子コンピューティングの早期導入と探索が、近い将来、電力電子システムの能力と性能を大幅に拡張する可能性があることを示唆している。

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