Quantum Mini-Apps: A Framework for Developing and Benchmarking Quantum-HPC Applications

随着量子硬件的不断成熟和规模的扩大，并将其整合到高性能计算系统中，需要开发稳健的技术来开发、表征和基准测试量子-HPC应用程序和中间件系统。这需要更好地理解量子和经典工作负载任务和组件之间的交互、耦合和常见执行模式。本文识别了六个量子-HPC执行模式——具有不同耦合和交互模式的重复执行模式。这些模式为一套量子迷你应用程序提供了基础，这些应用程序是简化的应用程序原型，封装了生产系统的基本特征。为支持这些开发，我们介绍了一个迷你应用程序框架，该框架提供了必要的抽象，用于在异构的量子-HPC基础设施上创建和执行迷你应用程序，使其成为性能表征和中间件开发的有价值的工具。

开发和评估量子-HPC应用程序和中间件系统需要更好地理解量子和经典工作负载任务和组件之间的交互、耦合和常见执行模式。

本文提出了六种量子-HPC执行模式，并基于这些模式提出了量子迷你应用程序框架，用于创建和执行迷你应用程序，以支持性能特征和中间件开发。

本文的亮点包括提出了六种量子-HPC执行模式，提出了量子迷你应用程序框架，支持跨异构量子-HPC基础设施创建和执行迷你应用程序。

最近的相关研究包括“量子计算机中的量子算法”和“量子计算机的编程和应用”。