論文の概要: Architecting Hybrid Quantum-Classical Software Systems: Exploration of the Design Trade-off Space with Quantitative Guarantees

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.24260v1
• Date: Tue, 23 Jun 2026 07:47:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-24 22:16:48.831179
• Title: Architecting Hybrid Quantum-Classical Software Systems: Exploration of the Design Trade-off Space with Quantitative Guarantees
• Title（参考訳）: ハイブリッド量子古典型ソフトウェアシステムの構築:定量的保証による設計トレードオフ空間の探索
• Authors: Álvaro M. Aparicio-Morales, Jose Garcia-Alonso, Javier Cámara, Juan M. Murillo,
• Abstract要約: 本稿では,量子古典的応用の設計空間について考察する。 ハイブリッドアプリケーションのアーキテクチャスタイルの形式化を提供する。 ユーザの基準に基づいて、最も適切なハイブリッドまたは古典的な構成の動的選択を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.042563249062307
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Addressing problems beyond classical computing limits is sparking an increasing interest in Quantum Computing. However, despite their adequacy to address specific problems, quantum algorithms cover a limited subset of the functionality required in real-world computing systems. Additionally, they require expensive specialized hardware. To overcome this issue, hybrid (quantum-classical) software systems are emerging as a promising way to integrate both computing paradigms by applying the principles of Service-Oriented Architectures (SOA). Still, the design and deployment of hybrid service-based systems faces unique challenges like the idiosyncrasies and constraints of NISQ computers (e.g., algorithms that can only run in specific machines, disparate quality attribute metrics), and the management of structural and behavioural properties of service-based applications. From the SOA perspective, architectural decisions need to be made by performing a trade-off analysis and providing quantitative guarantees of system configurations under prescribed levels of uncertainty. In this paper, a method to explore the design space of quantum-classical applications is provided by a formalization of an architectural style of hybrid applications. The obtained results demonstrate that the proposed method successfully identifies decision boundaries. It enables the dynamic selection of the most suitable hybrid or classical configuration based on the user's QoS criteria.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングへの関心が高まっている。 しかし、特定の問題に対処する能力があるにもかかわらず、量子アルゴリズムは現実世界の計算システムに必要な機能の限られたサブセットをカバーしている。 また、高価な専用ハードウェアも必要である。 この問題を解決するために、ハイブリッドな(量子古典的な)ソフトウェアシステムは、サービス指向アーキテクチャ(SOA)の原則を適用することによって、両方のコンピューティングパラダイムを統合する有望な方法として現れています。 それでも、ハイブリッドサービスベースのシステムの設計とデプロイは、NISQコンピュータの慣用性や制約(例えば、特定のマシンでしか動作できないアルゴリズム、品質特性のメトリクスの違い)、サービスベースのアプリケーションの構造的および振る舞い的特性の管理といった、ユニークな課題に直面しています。 SOAの観点からは、アーキテクチャ上の決定は、トレードオフ分析を実行し、所定のレベルの不確実性の下でシステム構成の定量的な保証を提供することによって行う必要があります。 本稿では,ハイブリッドアプリケーションのアーキテクチャスタイルの形式化によって,量子古典的アプリケーションの設計空間を探索する手法を提案する。 その結果,提案手法は決定境界の同定に成功していることがわかった。 ユーザのQoS基準に基づいて、最も適切なハイブリッドまたはクラシック構成の動的選択を可能にする。

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