Paper: Optimization of Hybrid Quantum-Classical Algorithms

Lian Remme · Alexander Weinert · Andre Waschk

IEEE · 2025

Quantencomputer laufen nicht isoliert, sondern sind in quantenklassische Hybridarchitekturen eingebettet. In diesen Architekturen kommuniziert eine Quantenverarbeitungseinheit mit einem klassischen Gerät nahezu in Echtzeit. Um effiziente Hybridberechnungen zu ermöglichen, muss der quantenklassische Hybridcode optimiert werden. Soweit wir wissen, gibt es bisher weder Arbeiten zur Optimierung von Hybridcode noch zu Metriken, nach denen ein solcher Code optimiert werden kann.
In dieser Arbeit machen wir einen Schritt in Richtung Optimierung von hybriden Programmen, indem wir sieben Optimierungsroutinen und drei Metriken zur Bewertung der Effektivität der Optimierung einführen. Wir implementieren diese Routinen für die hybride Quantensprache Quil und zeigen, dass unsere Optimierungen die Programme entsprechend unserer Metriken verbessern. Dies legt den Grundstein für neue Arten von hybriden Optimierern, die eine Echtzeit-Zusammenarbeit zwischen Quanten- und klassischen Geräten ermöglichen.

IEEE (2025)
https://doi.org/10.1109/QSW67625.2025.00033