論文の概要: A System Aware Resource Allocation for Distributed Workflows in Quantum Computing Environments

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.17944v1
• Date: Mon, 18 May 2026 07:00:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-19 17:57:48.934739
• Title: A System Aware Resource Allocation for Distributed Workflows in Quantum Computing Environments
• Title（参考訳）: 量子コンピューティング環境における分散ワークフローのためのリソース割当を考慮したシステム
• Authors: Abhishek Sawaika, Udaya Parampalli, Rajkumar Buyya,
• Abstract要約: 量子コンピューティング機能へのアクセスを提供するクラウドベースのプラットフォームは、効率的な使用のためのいくつかの課題を開放した。 現在のシステムの多くは優先度ベースのアクセスプロトコルを使用しているが、大規模アプリケーションの信頼性、効率的、スケーラブルな実行を完全にサポートすることはできない。 我々は、関連するコスト指標をすべて考慮し、量子プログラムを適切な量子デバイスに効率的に割り当てるための包括的なソリューションを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.448267395835721
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Rapid advancements in cloud based platforms providing access to quantum computing capabilities have opened up several challenges for efficient usage of these highly delicate and costly devices. Although most of the current systems use a priority based access protocol, they are unable to fully support reliable, efficient, and scalable execution of larger-scale applications. To overcome this limitation, we propose a comprehensive solution for efficient allocation of quantum programs to appropriate quantum devices, considering all the relevant cost metrics into account including, fidelity, execution time and communication overhead. We also formulate use-cases for distributed quantum workflow and propose modified graph based algorithms to solve for allocation of such use-cases, assuming a hybrid classical-quantum network. Since hardware advancements in large standalone devices is an ongoing process, it is critical to investigate such distributed workflows to maximize the best utilization of current NISQ devices. Our empirical study shows that the proposed techniques perform better than state-of-the-art methods for almost all evaluation parameters, with average improvements of approximately $5\%$ in execution time, $30\%$ in communication overhead, $40\%$ in wait time and $2\%$ in fidelity, providing better solutions to efficient allocation strategies.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティング機能へのアクセスを提供するクラウドベースのプラットフォームの急速な進歩は、これらの非常にデリケートでコストのかかるデバイスを効率的に使用する上で、いくつかの課題を提起している。 現在のシステムの多くは優先度ベースのアクセスプロトコルを使用しているが、大規模アプリケーションの信頼性、効率的、スケーラブルな実行を完全にサポートすることはできない。 この制限を克服するために、適切な量子デバイスに量子プログラムを効率的に割り当てるための包括的なソリューションを提案する。 また、分散量子ワークフローのユースケースを定式化し、古典量子ネットワークのハイブリッド化を前提として、そのようなユースケースの割り当てを解決するためのグラフベースの修正アルゴリズムを提案する。 大規模スタンドアロンデバイスにおけるハードウェアの進歩は、現在進行中のプロセスであるため、現在のNISQデバイスを最大限活用するためには、そのような分散ワークフローを調べることが重要である。 実験により, 提案手法は, ほぼすべての評価パラメータに対して, 平均性能が約5 %$, 30 %$通信オーバヘッド, 40 %$待ち時間, 2 %$忠実度により向上し, 効率的な割当戦略の解法が得られた。

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