دانلود ترجمه مقاله سنجش معیاری نرم افزار و ابزارهای اتوماسیون طراحی برای رایانش کوانتومی

1. مقدمه 2. پیشینه تحقیق 3. محک زدن 4. معیار MQT 5. ارزیابی 6. نتیجه گیری

چکیده – ابزارهای نرم افزاری کوانتومی برای انواع کارهای طراحی در سطوح مختلف انتزاع، برای محقق سازی کاربردهای کوانتومی سودمند ضروری هستند. این امر نیازمند معیارهای سنجش عملی و مرتبط برای ارزیابی تجربی ابزارهای نرم افزاری جدید و مقایسه آنها با جدیدترین فناوری است. اگرچه معیارهایی برای سنجش کارهای خاص طراحی وجود دارند، تقاضا برای مجموعه معیارهای پوشش دهنده همه سطوح کاملاً برآورده نشده و هنوز توافق دو طرفه در نحوه ارزیابی ابزارهای نرم افزاری کوانتومی وجود ندارد. در این مقاله یک مجموع معیار محک MQT (به عنوان بخشی از جعبه ابزار کوانتومی مونیخ MQT) بر اساس چهار ویژگی اصلی پیشنهاد می کنیم: 1) پشتیبانی بین سطحی برای سطوح مختلف انتزاع، 2) قابلیت دسترسی از طریق یک واسط اینترنت ساده و یک بسته پایتون، 3) تدارک گزینه های فراوان معیارهای سنجشی برای تسهیل تعمیم پذیری، و 4) قابلیت گسترش به الگوریتم ها، درگاه ها و معماری های سخت افزاری آینده. با مقایسه بیش از 70000 مدار محک 130-2 کوبیت در چهار سطح انتزاع، معیار MQT گامی رو به جلو در جهت محک زدن سطوح مختلف انتزاع با یک مجموع معیار جهت افزایش قابلیت مقایسه، تکرارپذیری و شفافیت است. مقدمه: رایانش کوانتومی به واسطه کاربردهای امیدبخشی و پیشرفت های در سخت افزار رایانش کوانتومی، توجه زیادی به خود جلب کرده است. اما هنوز الگوریتم های کوانتومی طراحی به معنی پیاده سازی دستی مدارهای کوانتومی روی سطح درگاه، مشابه زبان اسمبلی در رایانش سنتی است. بنابراین ارتقاء جریان کاری طراحی و آزمون الگوریتم های کوانتومی، نیاز فوری است. بدون ابزارهای نرم افزاری که در طراحی الگوریتم های کوانتومی کمک کنند، ممکن است سخت افزار به طور موثر بکار گرفته نشود. بنابراین پژوهشگران و توسعه دهندگان ابزارهایی برای کارهای مختلف طراحی پیشنهاد کرده¬اند، مانند شبیه سازی مدار کوانتومی [13-1]، کامپایل کردن [34-14]، یا بازبینی و تایید [50-35]. این امر موجب محقق شدن جریان های فراگیر طراحی مدار کوانتومی از طریق جعبه ابزارهایی مانند Qiskit از IBM [51]، Cirq گوگل [51،52]، یا Forest از Rigetti [53] و همچنین ابزارها و روش های متعدد توسعه داده شده توسط دیگر پژوهشگران و مهندسان در این حوزه شده است.

Quantum software tools for a wide variety of design tasks on and across different levels of abstraction are crucial in order to eventually realize useful quantum applications. This requires practical and relevant benchmarks for new software tools to be empirically evaluated and compared to the current state of the art. Although benchmarks for specific design tasks are commonly available, the demand for an overarching cross-level benchmark suite has not yet been fully met and there is no mutual consolidation in how quantum software tools are evaluated thus far. In this work, we propose the MQT Bench benchmark suite (as part of the Munich Quantum Toolkit, MQT) based on four core traits: (1) cross-level support for different abstraction levels, (2) accessibility via an easy-to-use web interface and a Python package, (3) provision of a broad selection of benchmarks to facilitate generalizability, as well as (4) extendability to future algorithms, gate-sets, and hardware architectures. By comprising more than 70,000 benchmark circuits ranging from 2 to 130 qubits on four abstraction levels, MQT Bench presents a first step towards benchmarking different abstraction levels with a single benchmark suite to increase comparability, reproducibility, and transparency. Introduction: Quantum computing has gained a lot of attention due to its promising applications and the advances in quantum computing hardware. But still, designing quantum algorithms often means to manually implement quantum circuits on the gate-level—similar to assembly language in classical computing. Hence, there is an urgent need to enhance the workflow of designing and testing quantum algorithms. Without software tools that aid in the design of quantum algorithms, the underlying hardware may not be efficiently utilized. Thus, researchers and developers have already proposed tools for various design tasks, such as quantum circuit simulation [1]–[13], compilation [14]–[34], or verification [35]–[50]. This already led to comprehensive quantum circuit design flows realized through toolkits such as IBM’s Qiskit [51], Google’s Cirq [52], or Rigetti’s Forest [53]—in addition to numerous tools and methods developed by other researchers and engineers in the field.

ترجمه این مقاله در 18 صفحه آماده شده و در ادامه نیز صفحه 9 آن به عنوان نمونه قرار داده شده است که با خرید این محصول می توانید، فایل WORD و PDF آن را دریافت نمایید.