論文の概要: Quantum-HPC Software Stacks and the openQSE Reference Architecture: A Survey
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.20912v1
- Date: Wed, 22 Apr 2026 01:56:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-24 14:40:06.08907
- Title: Quantum-HPC Software Stacks and the openQSE Reference Architecture: A Survey
- Title（参考訳）: 量子HPCソフトウェアスタックとopenQSEリファレンスアーキテクチャ:調査
- Authors: Amir Shehata, Brian Austin, Tom Beck, Lukas Burgholzer, Alex Chernoguzov, Spencer Churchill, Andrea Delgado, Yasuko Eckert, Jeffery Heckey, Kevin Kissell, Katherine Klymko, Josh Moles, Thomas Naughton, Lee James O'Riordan, Christian Ortiz Pauyac, Guen Prawiroatmodjo, Ermal Rrapaj, Jiri Schindler, Laura Schulz, Sebastian Stern, Tyler Takeshita, Miwako Tsuji, Aleksander Wennersteen, Travis Humble, Martin Schulz,
- Abstract要約: 本稿では,9つの量子高速計算スタックを解析する。
一般的な設計パターンと新たな要件を特定し、デプロイメントモデル、アプリケーションインタラクションパターン、SDKのサポート、フォールトトレラント操作の準備をカバーしている。
我々は,オープンな量子-HPCソフトウェアエコシステム(openQSE)のリファレンスアーキテクチャを,現状の統一に向けた第一歩として提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.285241758609846
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum resources are increasingly integrated into high-performance computing (HPC) and cloud environments, but quantum high-performance computing (QHPC) software stacks remain isolated, often proprietary, full-stack solutions lacking common interfaces across runtime, resource management, orchestration, and execution layers. This paper analyzes nine production QHPC stacks and identifies common design patterns and emerging requirements, covering deployment models, application interaction patterns, SDK support, and readiness for fault-tolerant operation. The survey exposes consistent needs in runtime abstraction, resource management, interconnect semantics, and observability. Based on these findings, we propose the open quantum-HPC software ecosystem ( openQSE) reference architecture as a first step toward unifying the state-of-the-practice. openQSE defines a set of layer boundaries that allow different implementations to interoperate while preserving deployment flexibility, and is structured to support both current noisy intermediate-scale quantum (NISQ) workloads and future fault-tolerant quantum computing (FTQC) systems without changes to upper-layer application interfaces.
- Abstract（参考訳）: 量子リソースは、ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)やクラウド環境にますます統合されているが、量子ハイパフォーマンスコンピューティング(QHPC)ソフトウェアスタックは、実行時、リソース管理、オーケストレーション、実行層間の共通インターフェースが欠如しているプロプライエタリなフルスタックソリューションとして、分離され続けている。
本稿では、9つの実運用QHPCスタックを分析し、一般的な設計パターンと新たな要件を特定し、デプロイメントモデル、アプリケーションインタラクションパターン、SDKサポート、フォールトトレラント操作の準備について述べる。
この調査は、ランタイムの抽象化、リソース管理、相互接続のセマンティクス、可観測性における一貫したニーズを明らかにしている。
これらの知見に基づいて,オープンな量子HPCソフトウェアエコシステム(openQSE)のリファレンスアーキテクチャを,現状の統一に向けた第一歩として提案する。
openQSEは、デプロイの柔軟性を維持しながら異なる実装の相互運用を可能にする一連のレイヤ境界を定義し、現在のノイズの多い中間スケール量子(NISQ)ワークロードと、上位層のアプリケーションインターフェースを変更することなく、将来のフォールトトレラント量子コンピューティング(FTQC)システムの両方をサポートするように構成されている。
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