論文の概要: Quantum Resource Management in the NISQ Era: Challenges, Vision, and a Runtime Framework

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.19276v1
• Date: Sat, 23 Aug 2025 15:34:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-28 19:07:41.336984
• Title: Quantum Resource Management in the NISQ Era: Challenges, Vision, and a Runtime Framework
• Title（参考訳）: NISQ時代の量子資源管理:挑戦、ビジョン、実行フレームワーク
• Authors: Marcos Guillermo Lammers, Federico Hernán Holik, Alejandro Fernández,
• Abstract要約: 我々は,実行時対応の量子ソフトウェア開発のためのビジョンを提案し,その実現に向けた重要な課題を特定する。 本稿では,動的リソース評価に基づく量子プログラムの条件付き実行を可能にするプロトタイプフレームワークであるQonsciousを紹介する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.99844472131922
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computers represent a radical technological advancement in the way information is processed by using the principles of quantum mechanics to solve very complex problems that exceed the capabilities of classical systems. However, in the current NISQ era (Noisy Intermediate-Scale Quantum devices), the available hardware presents several limitations, such as a limited number of qubits, high error rates, and reduced coherence times. Efficient management of quantum resources, both physical (qubits, error rates, connectivity) and logical (quantum gates, algorithms, error correction), becomes particularly relevant in the design and deployment of quantum algorithms. In this work, we analyze the role of resources in the various uses of NISQ devices today, identifying their relevance and implications for software engineering focused on the use of quantum computers. We propose a vision for runtime-aware quantum software development, identifying key challenges to its realization, such as limited introspection capabilities and temporal constraints in current platforms. As a proof of concept, we introduce Qonscious, a prototype framework that enables conditional execution of quantum programs based on dynamic resource evaluation. With this contribution, we aim to strengthen the field of Quantum Resource Estimation (QRE) and move towards the development of scalable, reliable, and resource-aware quantum software.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、古典的なシステムの能力を超える非常に複雑な問題を解くために、量子力学の原理を用いて情報を処理する方法において、急進的な技術進歩を表現している。 しかし、現在のNISQ時代(ノイズ中間スケール量子デバイス)では、利用可能なハードウェアは、限られた量子ビット数、高いエラー率、コヒーレンス時間の短縮など、いくつかの制限がある。 物理(量子ビット、エラー率、接続性)と論理(量子ゲート、アルゴリズム、エラー訂正)の両方の量子資源の効率的な管理は、量子アルゴリズムの設計と展開において特に重要となる。 本研究は, NISQ機器の様々な利用における資源の役割を分析し, 量子コンピュータの利用に焦点をあてたソフトウェア工学におけるその意義と意義を明らかにする。 本稿では,現在のプラットフォームにおいて,限られたイントロスペクション能力や時間的制約など,その実現に向けた重要な課題を識別する,ランタイム対応の量子ソフトウェア開発のビジョンを提案する。 概念実証として,動的資源評価に基づく量子プログラムの条件付き実行を可能にするプロトタイプフレームワークであるQonsciousを紹介する。 この貢献により、量子資源推定(QRE)の分野を強化し、スケーラブルで信頼性があり、リソースを意識した量子ソフトウェアの開発に向けて進むことを目指している。

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