Framework Ciente da Rede para Análise de Viabilidade da Execução Distribuída de Algoritmos Variacionais Quânticos

  • Waldemir Cambiucci USP
  • Regina Melo Silveira USP

Resumo


Algoritmos Variacionais Quânticos (VQA) são promissores para a computação quântica de curto prazo, mas sua escalabilidade ainda é limitada por número de qubits, ruído, transpilação e custo de amostragem. A computação quântica distribuída pode ampliar a execução em ambientes multi-QPU, mas seu benefício depende da estrutura do circuito, da localidade do ansatz ou do mixer, da qualidade do particionamento e do overhead de comunicação. Este artigo propõe um framework ciente da rede para VQA distribuídos (D-VQA), combinando particionamento hipergráfico, estratégias ansatz-aware e mixer-aware, e uma visão de custo sobre execução, comunicação, sincronização, amostragem e reconstrução. O framework identifica regimes de viabilidade em que a distribuição é favorável, marginal ou dominada pelo overhead de rede.

Referências

BURT, Felix; CHEN, Kuan-Cheng; LEUNG, Kin K. A multilevel framework for partitioning quantum circuits. Quantum, v. 10, p. 1984, 2026.

CAMBIUCCI, W. A Network-Sensitive Framework for Variational Quantum Optimization on Multi-QPU Architectures. IEEE DataPort, 2026. DOI: 10.21227/s9b5-qy94.

GIOVAGNOLI, Alessandro. An Introduction to the Quantum Approximate Optimization Algorithm. arXiv preprint arXiv:2511.18377, 2025.

HYPAQ, Distributed Viability Score - DVS. GitHub, 2026. Disponível em repositório público: [link]. Acesso em: 20 de abril de 2026.

KIM, Seongmin; SUH, In-Saeng. Distributed Variational Quantum Algorithm with Many-qubit for Optimization Challenges. arXiv preprint arXiv:2503.00221, 2025.

NOVÁK, Vojtěch; ZELINKA, Ivan; SNÁŠEL, Václav. Optimization Strategies for Variational Quantum Algorithms in Noisy Landscapes. arXiv preprint arXiv:2506.01715, 2025.

QUETSCHLICH, Nils; et al. MQT Bench: Benchmarking Software and Design Automation Tools for Quantum Computing. Quantum, v. 7, p. 1062, 2023.

STĘCHŁY, Michał. Introduction to Variational Quantum Algorithms. arXiv preprint arXiv:2402.15879, 2024.
Publicado
25/05/2026
CAMBIUCCI, Waldemir; SILVEIRA, Regina Melo. Framework Ciente da Rede para Análise de Viabilidade da Execução Distribuída de Algoritmos Variacionais Quânticos. In: WORKSHOP DE REDES QUÂNTICAS (WQUNETS), 3. , 2026, Praia do Forte/BA. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2026 . p. 13-18. DOI: https://doi.org/10.5753/wqunets.2026.22949.