mpiQulacs: A64FXベースのクラスタシステムに最適化した量子コンピュータシミュレータの開発

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2022-07-20
• タイトル: mpiQulacs: A64FXベースのクラスタシステムに最適化した量子コンピュータシミュレータの開発
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 量子コンピュータ
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 富士通株式会社コンピューティング研究所
• 著者所属: 富士通株式会社コンピューティング研究所
• 著者所属: 富士通株式会社コンピューティング研究所
• 著者所属: 富士通株式会社コンピューティング研究所
• 著者所属: 富士通株式会社コンピューティング研究所
• 著者所属: 富士通株式会社コンピューティング研究所
• 著者所属: 富士通株式会社コンピューティング研究所
• 著者所属: 富士通株式会社コンピューティング研究所
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): FUJITSU Ltd.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): FUJITSU Ltd.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): FUJITSU Ltd.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): FUJITSU Ltd.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): FUJITSU Ltd.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): FUJITSU Ltd.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): FUJITSU Ltd.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): FUJITSU Ltd.
• 著者名: 山崎, 雅文; 今村, 智史; 本田, 巧; 笠置, 明彦; 田渕, 晶大; 中尾, 宏; 福本, 尚人; 中島, 耕太
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 古典コンピュータ上で動作する量子コンピュータシミュレータは，実際の量子コンピュータやその上で動作する新たな量子アプリケーションの開発に必要不可欠である．特に，全ての状態ベクトルをメモリ上に展開し各種ゲート処理を進めていく「状態ベクトル方式」の量子回路シミュレータは，任意のゲートを，任意の深さでシミュレーションを行う事が可能であるため，量子アプリケーションのデバッグや将来の量子コンピュータの検証に利用可能である．しかし，必要とするメモリ容量，演算量は量子ビット数に応じて指数関数的に増加するため，コンピュータ単体のリソースを容易に超えてしまう．そこで我々は，A64FX ベースのクラスタシステム上で大規模シミュレーションに最適化された並列分散処理に対応したシミュレータ mpiQulac sを開発し，64 ノードのクラスタシステム「等々力 (Todoroki)」を用いて最大 36 量子ビットまでのスケーラビリティを評価した．mpiQulacs は理想に近いスケーラビリティを発揮し，既存のシミュレータとの比較において，最高の性能であることを確認した．また，新しい指標 Quantum B/F ratio (QBF) を定義することで，「等々力」上で動作する mpiQulacs が，他の汎用 CPU ベースや GPU ベースのクラスタシステム上で動作するシミュレータよりも，分散状態ベクトルシミュレーションの要件に適していることを示した．
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AN10463942
• 書誌情報: 研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）; 巻 2022-HPC-185, 号 34, p. 1-12, 発行日 2022-07-20
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8841
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会