Simulando Passeios Quânticos em Processadores Vetoriais

  • Félix D. P. Michels UFRGS
  • Philippe O. A. Navaux UFRGS
  • Paulo Motta LNCC
  • Renato Portugal LNCC

Resumo


Simuladores são fundamentais na preparação de aplicações quânticas. Um deles é o Hiperwalk, um simulador de passeios quânticos. Além disso, os aceleradores vetoriais chegam como hardware que pode substituir as GPUs em certas aplicações. Este trabalho se concentra na adaptação do simulador Hiperwalk estabelecido para a arquitetura NEC SX-Aurora, buscando melhorias de desempenho. Podemos então analisar as diferenças na execução da implementação e analisar o desempenho de cada uma dessas arquiteturas em relação ao simulador Hiperwalk, alcançando um aumento de até 75% no desempenho usando uma matriz de entrada 215 elementos não nulos na SX-Aurora.

Referências

Ball, P. (2021). First quantum computer to pack 100 qubits enters crowded race. Nature, 599(7886):542-542.

Easttom, W. (2021). Quantum Computing and Cryptography, pages 385-390. Springer International Publishing, Cham.

Hennessy, J. L. and Patterson, D. A. (2019). Computer Architecture. Cambridge: Horgan Kaufmann Publishers, Cambridge.

Komatsu, K., Momose, S., Isobe, Y., Watanabe, O., Musa, A., Yokokawa, M., Aoyama, T., Sato, M., and Kobayashi, H. (2018). Performance evaluation of a vector supercomputer sx-aurora tsubasa. In SC18: International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis, pages 685-696, Dallas Convention Center Arena. IEEE.

Kshemkalyani, P. A. (2012). Vector processors.

Michels, F., Serpa, M., Carastan-Santos, D., Schnorr, L., and Navaux, P. (2020). Otimização de aplicações paralelas em aceleradores vetoriais nec sx-aurora. In Anais do XXI Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho, pages 311-322, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.

NEC (2020). Sx-aurora tsubasa a100-1 series user's guide. [link]. Accessed: 09/2021.

NVIDIA (2016). Nvidia tesla p100 gpu accelerator. [link]. Accessed: 12-2021.

Pedro C. S. Lara and, Aaron Leão and, R. P. (2017). Simulation of quantum walks using HPC. Journal of Computational Interdisciplinary Sciences, 6:21.

Trabesinger, A. (2017). Quantum computing: towards reality.
Publicado
23/05/2022
MICHELS, Félix D. P.; NAVAUX, Philippe O. A.; MOTTA, Paulo; PORTUGAL, Renato. Simulando Passeios Quânticos em Processadores Vetoriais. In: WORKSHOP DE COMUNICAÇÃO E COMPUTAÇÃO QUÂNTICA (WQUANTUM), 2. , 2022, Fortaleza. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2022 . p. 25-30. DOI: https://doi.org/10.5753/wquantum.2022.223578.