論文の概要: Quantum Fidelity-per-Cost: A Metric for Evaluation of Quantum Computing Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.28572v1
- Date: Thu, 30 Jul 2026 17:36:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-31 21:37:00.700736
- Title: Quantum Fidelity-per-Cost: A Metric for Evaluation of Quantum Computing Systems
- Title（参考訳）: Quantum Fidelity-per-Cost: 量子コンピューティングシステムの評価基準
- Abstract要約: 本稿では,量子コンピュータの価格を考慮した価格比較を可能にするために,主に2つの貢献を行う。
まず、14のクラウドQPUアクセスパスエントリにまたがる量子回路実行忠実度をクロスプロデューサで測定する。
第2に、Kulback-Leiblerの理想的な出力分布、ショットカウント、および金銭的コストを文書化請求モデルの下で1つの可能なメトリクスに組み合わせ、コストを意識したスコアであるQuantum Fidelity-per-Cost(QFC)を提案し、分析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.845065013862325
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Cloud-accessible quantum computing has made hardware comparison not only a physics benchmark but also a practical purchasing decision. Cost-aware comparison of quantum computers remains underexplored and is difficult to do under the heterogeneous billing models offered by various cloud-based quantum computing providers. This paper makes two main contributions to enable price-aware comparison of quantum computers. First, this work presents a cross-provider measurement study of quantum circuit execution fidelity spanning 14 cloud QPU access-path entries (12 distinct physical QPUs) across four cloud access paths: Amazon Web Services (AWS) cloud, IBM Quantum Runtime (IBM) cloud, IQM Resonance (IQM) cloud, and Oxford Quantum Circuits (OQC) cloud. Second, this work proposes and analyzes a cost-aware score, Quantum Fidelity-per-Cost (QFC), which combines Kullback--Leibler (KL) divergence from an ideal output distribution, shot count, and monetary cost into one possible metric under a documented billing model. The main empirical observation from this work is that cost-aware ranking can differ from purely fidelity-based evaluation of quantum computers, and that users may select different quantum computing backends when they consider price in their selection, as opposed to selection based on fidelity alone. This work shows that the ranking is stable under reweighting of the metric, and that a device's billing model, not its hardware, governs how its score scales with shot count. Reported QFC values change as new machines come online or as providers revise their prices.
- Abstract（参考訳）: クラウドアクセス可能な量子コンピューティングは、ハードウェア比較を物理ベンチマークだけでなく、実用的な決定も行った。
量子コンピュータのコスト・アウェア比較は未検討であり、様々なクラウドベースの量子コンピューティングプロバイダによって提供される異種請求モデルの下で行うのは難しい。
本稿では,量子コンピュータの価格を考慮した価格比較を可能にするために,主に2つの貢献を行う。
まず、Amazon Web Services(AWS)クラウド、IBM Quantum Runtime(IBM)クラウド、IQM Resonance(IQM)クラウド、Oxford Quantum Circuits(OQC)クラウドの4つのクラウドアクセスパスにまたがる14のクラウドQPUアクセスパスエントリ(12の物理QPU)にまたがる量子回路実行の忠実性に関するクロスプロデューサの測定結果を示す。
第2に、KL(Kullback--Leibler)の理想的な出力分布、ショットカウント、および金銭的コストを文書化請求モデルの下で可能な1つのメトリクスに組み合わせたコスト対応スコア、Quantum Fidelity-per-Cost(QFC)を提案し、分析する。
この研究の主な実証的な観察は、コストアウェアランキングが純粋に忠実度に基づく量子コンピュータの評価と異なる可能性があり、ユーザーは、忠実度のみに基づく選択とは対照的に、選択の価格を考慮すると、異なる量子コンピューティングバックエンドを選択することができることである。
この研究は、ランク付けがメートル法の再重み付けの下で安定であることを示し、デバイスの請求モデルがハードウェアではなく、ショットカウントによるスコアのスケールを制御していることを示している。
報告されたQFCの価値は、新しいマシンがオンラインに入るか、あるいはプロバイダが価格を更新するにつれて変化する。
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