Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > quant-ph > arXiv:2405.02211

帮助 | 高级搜索

量子物理

arXiv:2405.02211 (quant-ph)
[提交于 2024年5月3日 ]

标题: 基于集成高性能计算和量子系统的超材料设计优化算法性能分析

标题: Performance Analysis of an Optimization Algorithm for Metamaterial Design on the Integrated High-Performance Computing and Quantum Systems

Authors:Seongmin Kim, In-Saeng Suh
摘要: 优化具有复杂几何结构的超材料是一个巨大的挑战。 尽管一种结合机器学习(ML)、量子计算和光学模拟的主动学习算法已作为一种高效的优化工具出现,但它在优化可能具有高性能的复杂结构时仍然面临困难。 在本工作中,我们全面分析了在集成HPC和量子系统上用于超材料设计的优化算法的性能。 我们通过在高性能计算(HPC)系统上的消息传递接口(MPI)并行化展示了显著的时间优势,显示ML任务大约快了54%,光学模拟比串行工作负载快了67倍。 此外,我们分析了专为优化设计的量子算法的性能,该算法在本地计算机或HPC-量子系统上的各种量子模拟器上运行。 结果表明,在HPC-量子混合系统上执行优化算法时,速度提升了约24倍。 这项研究为使用集成的HPC-量子系统优化复杂的超材料铺平了道路。
摘要: Optimizing metamaterials with complex geometries is a big challenge. Although an active learning algorithm, combining machine learning (ML), quantum computing, and optical simulation, has emerged as an efficient optimization tool, it still faces difficulties in optimizing complex structures that have potentially high performance. In this work, we comprehensively analyze the performance of an optimization algorithm for metamaterial design on the integrated HPC and quantum systems. We demonstrate significant time advantages through message-passing interface (MPI) parallelization on the high-performance computing (HPC) system showing approximately 54% faster ML tasks and 67 times faster optical simulation against serial workloads. Furthermore, we analyze the performance of a quantum algorithm designed for optimization, which runs with various quantum simulators on a local computer or HPC-quantum system. Results showcase ~24 times speedup when executing the optimization algorithm on the HPC-quantum hybrid system. This study paves a way to optimize complex metamaterials using the integrated HPC-quantum system.
评论: 11页,9图
主题: 量子物理 (quant-ph) ; 计算物理 (physics.comp-ph)
引用方式: arXiv:2405.02211 [quant-ph]
  (或者 arXiv:2405.02211v1 [quant-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2405.02211
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: In-Saeng Suh [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2024 年 5 月 3 日 16:12:02 UTC (4,792 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
quant-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-05
切换浏览方式为:
physics
physics.comp-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号