論文の概要: Scalable Hardware Maturity Probe for Quantum Accelerators via Harmonic Analysis of QAOA
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.11450v1
- Date: Sun, 14 Sep 2025 21:48:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-16 17:26:23.08821
- Title: Scalable Hardware Maturity Probe for Quantum Accelerators via Harmonic Analysis of QAOA
- Title（参考訳）: QAOAの高調波解析による量子加速器用スケーラブルハードウェア成熟プローブ
- Authors: Chinonso Onah, Kristel Michielsen,
- Abstract要約: 本稿では,デバイスの信頼性を定量化するハードウェア成熟度プローブを提案する。
p=1OAコストランドスケープにおける定常点数に関する閉形式上界を、検証可能な最適化問題の幅広いクラスに対して導出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2578242050187029
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: As quantum processors begin operating as tightly coupled accelerators inside high-performance computing (HPC) facilities, dependable and reproducible behavior becomes a gating requirement for scientific and industrial workloads. We present a hardware-maturity probe that quantifies a device's reliability by testing whether it can repeatedly reproduce the provably global optima of single-layer Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) circuits. Using harmonic analysis, we derive closed-form upper bounds on the number of stationary points in the p=1 QAOA cost landscape for broad classes of combinatorial-optimization problems. These bounds yield an exhaustive yet low-overhead grid-sampling scheme with analytically verifiable outcomes. The probe integrates reliability-engineering notions like run-to-failure statistics, confidence-interval estimation, and reproducibility testing into a single, application-centric benchmark. Our framework supplies a standardized dependability metric for hybrid quantum-HPC (QHPC) workflows.
- Abstract（参考訳）: 量子プロセッサがハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)の施設内で密結合したアクセラレーターとして運用されるようになると、信頼性と再現性は科学や産業のワークロードのゲーティング要件となる。
本稿では,単一層量子近似最適化アルゴリズム (QAOA) 回路の証明可能な大域的最適化を再現できるかどうかを検証して,デバイスの信頼性を定量化するハードウェア成熟度プローブを提案する。
調和解析を用いて、組合せ最適化問題の幅広いクラスに対して、p=1 QAOAコストランドスケープにおける定常点数に関する閉形式上界を導出する。
これらの境界は、解析的に検証可能な結果の網羅的かつ低オーバヘッドのグリッドサンプリングスキームをもたらす。
この調査では、ラン・ツー・フェイル統計、信頼性・インターバル推定、再現性テストといった信頼性エンジニアリングの概念を、単一のアプリケーション中心のベンチマークに統合している。
我々のフレームワークは、ハイブリッド量子HPC(QHPC)ワークフローのための標準化された信頼性指標を提供する。
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