論文の概要: Open-Source Highly Parallel Electromagnetic Simulations for Superconducting Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.01220v2
- Date: Thu, 06 Nov 2025 03:39:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-07 13:46:06.480792
- Title: Open-Source Highly Parallel Electromagnetic Simulations for Superconducting Circuits
- Title（参考訳）: 超電導回路用オープンソース高並列電磁シミュレーション
- Authors: David Sommers, Zach Degnan, Divita Gautam, Yi-Hsun Chen, Chun-Ching Chiu, Arkady Fedorov, Prasanna Pakkiam,
- Abstract要約: 我々は,Qiskit Metal(IBM), Gmsh, Palace(AWS), Paraview(Kitware)を統合したPythonベースのAPIであるSQDMetalを,超伝導量子回路のためのオープンソースの並列シミュレーションワークフローに導入する。
SQDMetalは、コミュニティ駆動でありながら正確で効率的でスケーラブルなシミュレーションを可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Electromagnetic simulations form an indispensable part of the design and optimization process for superconducting quantum devices. Although several commercial platforms exist, open-source alternatives optimized for high-performance computing remain limited. To address this gap, we introduce SQDMetal, a Python-based API that integrates Qiskit Metal (IBM), Gmsh, Palace (AWS), and Paraview (Kitware) into an open-source, highly parallel simulation workflow for superconducting quantum circuits. SQDMetal enables accurate, efficient, and scalable simulations while remaining community-driven and free from commercial constraints. In this work, we validate SQDMetal through mesh convergence studies which benchmark SQDMetal against COMSOL Multiphysics and Ansys, demonstrating excellent agreement for both eigenmode and electrostatic (capacitance) simulations. Furthermore, we simulate superconducting resonators and transmon qubits, showing reasonable agreement with experimental measurements. SQDMetal also supports advanced capabilities, including Hamiltonian extraction via the energy participation ratio (EPR) method, incorporation of kinetic inductance effects, and full 3D modelling of device geometry for improved predictive accuracy. By unifying open-source tools into a single framework, SQDMetal lowers the barriers to entry for community members seeking to access high-performance simulations to assist in the design and optimization of their devices.
- Abstract（参考訳）: 電磁シミュレーションは超伝導量子デバイスの設計と最適化プロセスの不可欠な部分を形成する。
いくつかの商用プラットフォームが存在するが、高性能コンピューティングに最適化されたオープンソースの代替手段は依然として限られている。
そこで我々は,Qiskit Metal(IBM), Gmsh, Palace(AWS), Paraview(Kitware)を統合したPythonベースのAPIであるSQDMetalを紹介した。
SQDMetalは、コミュニティ駆動でありながら正確で効率的でスケーラブルなシミュレーションを可能にする。
本研究では,SQDMetalをCOMSOLとAnsysに対してベンチマークしたメッシュコンバージェンスによるSQDMetalの評価を行い,固有モードと静電容量の両方のシミュレーションにおいて優れた一致を示した。
さらに,超伝導共振器とトランスモン量子ビットをシミュレートし,実験結果と妥当な一致を示した。
SQDMetalは、エネルギー参加比(EPR)法によるハミルトン抽出、運動インダクタンス効果の導入、予測精度向上のためのデバイス幾何学のフル3次元モデリングなど、高度な機能もサポートしている。
オープンソースツールをひとつのフレームワークに統合することにより、SQDMetalは、高性能なシミュレーションにアクセスしてデバイスの設計と最適化を支援するコミュニティメンバの参入障壁を低くする。
関連論文リスト
- Scaling Hybrid Quantum-HPC Applications with the Quantum Framework [2.9218462389567823]
大規模に量子アプリケーションを運用するための重要な戦略として,ハイブリッド量子ハイパフォーマンスコンピューティングが登場している。
モジュール化されたHPC対応オーケストレーション層であるQuantum Framework(QFw)を拡張して、複数のローカルバックエンドとクラウドベースの量子バックエンドを統合する。
この統合を利用することで、多くの非変分処理と変分処理を実行します。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-09-17T22:58:43Z) - EmuPlat: A Framework-Agnostic Platform for Quantum Hardware Emulation with Validated Transpiler-to-Pulse Pipeline [2.0785699263580475]
EmuPlatはフレームワークに依存しない量子ハードウェアエミュレーションプラットフォームである。
高レベルの量子プログラミングフレームワークとハードウェア固有のパルス制御システムとの相互運用性のギャップに対処する。
EmuPlatは、さまざまな量子コンピューティングエコシステム間のシームレスな統合を可能にする統一されたインフラストラクチャを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-09-16T03:56:23Z) - TensoMeta-VQC: A Tensor-Train-Guided Meta-Learning Framework for Robust and Scalable Variational Quantum Computing [60.996803677584424]
TensoMeta-VQCは、VQCの堅牢性とスケーラビリティを大幅に向上させるために設計された、TT誘導型メタラーニングフレームワークである。
我々のフレームワークは、量子回路パラメータの生成を古典的なTTネットワークに完全に委譲し、量子ハードウェアから最適化を効果的に分離する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-08-01T23:37:55Z) - VQC-MLPNet: An Unconventional Hybrid Quantum-Classical Architecture for Scalable and Robust Quantum Machine Learning [60.996803677584424]
変分量子回路(VQC)は、量子機械学習のための新しい経路を提供する。
それらの実用的応用は、制約付き線形表現性、最適化課題、量子ハードウェアノイズに対する鋭敏感といった固有の制限によって妨げられている。
この研究は、これらの障害を克服するために設計されたスケーラブルで堅牢なハイブリッド量子古典アーキテクチャであるVQC-MLPNetを導入している。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-06-12T01:38:15Z) - Practical Application of the Quantum Carleman Lattice Boltzmann Method in Industrial CFD Simulations [44.99833362998488]
この研究は、格子ボルツマン法(LBM)に基づくCFDへのハイブリッド量子古典的アプローチの実用的な数値評価を提示する。
本手法は, 異なる境界条件, 周期性, バウンスバック, 移動壁を有する3つのベンチマークケースで評価した。
提案手法の有効性を検証し,10～3ドル程度の誤差忠実度と,実際の量子状態サンプリングに十分な確率を達成できた。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-17T15:41:48Z) - A Framework for Integrating Quantum Simulation and High Performance Computing [0.0]
本稿では,HPCリソース上で動作する量子シミュレーションソフトウェアへのアクセスを効率化するフレームワークについて述べる。
これには、回路ベースの量子コンピューティングタスクのためのインターフェースと、必要なリソース管理インフラストラクチャが含まれる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-15T11:48:14Z) - AdaLog: Post-Training Quantization for Vision Transformers with Adaptive Logarithm Quantizer [54.713778961605115]
Vision Transformer (ViT) はコンピュータビジョンコミュニティにおいて最も普及しているバックボーンネットワークの1つである。
本稿では,AdaLog(Adaptive Logarithm AdaLog)量子化器を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-17T18:38:48Z) - TANQ-Sim: Tensorcore Accelerated Noisy Quantum System Simulation via QIR on Perlmutter HPC [16.27167995786167]
TANQ-Simは、コヒーレントノイズと非コヒーレントノイズの両方で実用的なディープ回路をシミュレートするために設計された、フルスケールの密度行列ベースのシミュレータである。
このようなシミュレーションにかかわる計算コストに対処するため,新しい密度行列シミュレーション手法を提案する。
また,その性能を最適化するために,密度行列シミュレーションのための特定のゲート融合手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-19T21:16:29Z) - Pulse-level noisy quantum circuits with QuTiP [53.356579534933765]
我々はQuTiPの量子情報処理パッケージであるqutip-qipに新しいツールを導入する。
これらのツールはパルスレベルで量子回路をシミュレートし、QuTiPの量子力学解法と制御最適化機能を活用する。
シミュレーションプロセッサ上で量子回路がどのようにコンパイルされ、制御パルスがターゲットハミルトニアンに作用するかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-20T17:06:52Z) - Tensor Network Quantum Virtual Machine for Simulating Quantum Circuits
at Exascale [57.84751206630535]
本稿では,E-scale ACCelerator(XACC)フレームワークにおける量子回路シミュレーションバックエンドとして機能する量子仮想マシン(TNQVM)の近代化版を提案する。
新バージョンは汎用的でスケーラブルなネットワーク処理ライブラリであるExaTNをベースにしており、複数の量子回路シミュレータを提供している。
ポータブルなXACC量子プロセッサとスケーラブルなExaTNバックエンドを組み合わせることで、ラップトップから将来のエクサスケールプラットフォームにスケール可能なエンドツーエンドの仮想開発環境を導入します。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-21T13:26:42Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。