論文の概要: Ensemble-IR: Concise Representation for Quantum Ensemble Programs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.09581v1
• Date: Sun, 13 Jul 2025 11:17:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-15 18:48:23.564149
• Title: Ensemble-IR: Concise Representation for Quantum Ensemble Programs
• Title（参考訳）: Ensemble-IR:量子アンサンブルプログラムの簡潔表現
• Authors: Sourish Wawdhane, Sashwat Anagolum, Poulami Das, Yunong Shi,
• Abstract要約: Ensemble-IRは、量子ワークロードを簡潔に表現するために設計された中間表現である。 リッチで共有された統一プログラムを通じて、ワークロード全体をエンコードする。 我々は、以前の文献から18の現実世界のワークロードにまたがるEnsemble-IRを実演する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.906625822754617
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Emerging quantum applications such as error mitigation, system characterization, and hybrid protocols often require running large families of related quantum circuits. Existing intermediate representations (IRs) and frameworks such as Qiskit, QIR, MitiQ, and OpenQASM do not provide primitives to concisely express such workloads. These tools instead rely on explicit enumeration of the unique circuits within each workload. We introduce Ensemble-IR, an intermediate representation designed to concisely express these ensemble workloads. Rather than enumerating each circuit separately, Ensemble-IR encodes an entire workload through a rich, shared unified program. This program specifies common circuit structure along with symbolic operations to express points of variation - such as gate types, gate placement, parameter values, or qubit configurations. Ensemble-IR enables quantum systems to load an entire family of circuits onto a device as a single concise file, allowing contained circuits to instead be recreated on-the-fly at runtime. We demonstrate Ensemble-IR across 18 real-world workloads from prior literature, highlighting its widespread utility for scalable quantum system development.
• Abstract（参考訳）: エラー軽減、システムの特徴付け、ハイブリッドプロトコルといった新しい量子応用は、しばしば関連する量子回路の大規模なファミリを実行する必要がある。 既存の中間表現(IR)とQiskit、QIR、MitiQ、OpenQASMのようなフレームワークは、そのようなワークロードを簡潔に表現するためのプリミティブを提供していない。 これらのツールは代わりに、各ワークロード内のユニークな回路の明示的な列挙に依存する。 本稿では,これらのアンサンブル処理を簡潔に表現するために設計された中間表現であるEnsemble-IRを紹介する。 それぞれの回路を別々に列挙するのではなく、Ensemble-IRはリッチで共有された統一プログラムを通じてワークロード全体をエンコードする。 このプログラムは、共通回路構造と、ゲートタイプ、ゲート配置、パラメータ値、キュービット構成などの変分点を表現するシンボリック演算を規定する。 Ensemble-IRにより、量子システムは単一の簡潔なファイルとしてデバイスに一連の回路をロードできる。 われわれは、以前の文献から18の現実世界のワークロードにまたがるEnsemble-IRを実証し、スケーラブルな量子システム開発におけるその広範なユーティリティを強調した。

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