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公開番号2024050143
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-10
出願番号2022156808
出願日2022-09-29
発明の名称量子シミュレーション実行時のノード割当プログラム、量子シミュレーション実行時のノード割当方法、および情報処理装置
出願人富士通株式会社
代理人個人
主分類G06F 9/50 20060101AFI20240403BHJP(計算;計数)
要約【課題】量子シミュレーション実行時のノード群の利用効率を向上させること。
【解決手段】情報処理装置101は、量子シミュレーションに用いる量子回路ごとに、当該量子回路の通信に関する特徴量を記憶する第1の記憶部110を参照して、第1の量子シミュレーションに用いる第1の量子回路と通信に関する特徴量が類似する第2の量子回路を特定する。情報処理装置101は、第2の量子回路を用いた第2の量子シミュレーションに割り当てたノード数別の実測実行時間を記憶する第2の記憶部120を参照して、複数のノード数それぞれのノード数について、当該ノード数を割り当てた場合の第1の量子シミュレーションの予測実行時間を算出する。情報処理装置101は、ノード群における量子シミュレーションの割り当て状況に応じて、算出した予測実行時間に基づいて、複数のノード数から、第1の量子シミュレーションに割り当てるノード数を決定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
量子シミュレーションに用いる量子回路ごとに、当該量子回路の通信に関する特徴量を記憶する第１の記憶部を参照して、第１の量子シミュレーションに用いる第１の量子回路と通信に関する特徴量が類似する第２の量子回路を特定し、
特定した前記第２の量子回路を用いた過去の量子シミュレーションに割り当てたノード数別の実測実行時間を記憶する第２の記憶部を参照して、複数のノード数それぞれのノード数について、当該ノード数を割り当てた場合の前記第１の量子シミュレーションの予測実行時間を算出し、
前記第１の量子シミュレーションに利用可能なノード群における量子シミュレーションの割り当て状況に応じて、算出した前記予測実行時間に基づいて、前記複数のノード数から、前記第１の量子シミュレーションに割り当てるノード数を決定する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする量子シミュレーション実行時のノード割当プログラム。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記決定する処理は、
算出した前記予測実行時間に基づいて、前記複数のノード数のうち、前記第１の量子シミュレーションの実行開始時刻が最も早くなるノード数を、前記第１の量子シミュレーションに割り当てるノード数に決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の量子シミュレーション実行時のノード割当プログラム。
【請求項３】
前記第２の記憶部は、前記第２の量子回路に関する誤差係数を記憶しており、
前記算出する処理は、
前記第２の記憶部に記憶された前記第２の量子回路に関する誤差係数に基づいて、算出した前記予測実行時間を補正し、
前記決定する処理は、
補正した前記予測実行時間に基づいて、前記複数のノード数から、前記第１の量子シミュレーションに割り当てるノード数を決定し、
前記誤差係数は、前記第２の量子回路を用いた量子シミュレーションについて、第１のノード数を割り当てた場合の実測実行時間と、前記第１のノード数とは異なる第２のノード数を割り当てた場合の実測実行時間を用いて予測された、前記第１のノード数を割り当てた場合の予測実行時間との誤差を表す第１係数、および、前記第１のノード数と前記第２のノード数との誤差を表す第２係数を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の量子シミュレーション実行時のノード割当プログラム。
【請求項４】
前記算出する処理は、
前記第１の量子回路と前記第２の量子回路との通信に関する特徴量の誤差に基づいて、算出した前記予測実行時間を補正し、
前記決定する処理は、
補正した前記予測実行時間に基づいて、前記複数のノード数から、前記第１の量子シミュレーションに割り当てるノード数を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の量子シミュレーション実行時のノード割当プログラム。
【請求項５】
前記量子回路の通信に関する特徴量は、前記量子シミュレーションの実行に要するノード間の通信量を表す、ことを特徴とする請求項１に記載の量子シミュレーション実行時のノード割当プログラム。
【請求項６】
決定した前記ノード数のノードを割り当てて前記第１の量子シミュレーションを実行させる、処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項１に記載の量子シミュレーション実行時のノード割当プログラム。
【請求項７】
前記第２の記憶部に前記第１の量子回路を用いた過去の量子シミュレーションに割り当てたノード数別の実測実行時間が記憶されているか否かを判断する、処理を前記コンピュータに実行させ、
前記算出する処理は、
前記過去の量子シミュレーションに割り当てたノード数別の実測実行時間が記憶されている場合、前記第２の記憶部に記憶された当該ノード数別の実測実行時間に基づいて、前記複数のノード数それぞれのノード数について、当該ノード数を割り当てた場合の前記第１の量子シミュレーションの予測実行時間を算出する、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の量子シミュレーション実行時のノード割当プログラム。
【請求項８】
量子シミュレーションに用いる量子回路ごとに、当該量子回路の通信に関する特徴量を記憶する第１の記憶部を参照して、第１の量子シミュレーションに用いる第１の量子回路と通信に関する特徴量が類似する第２の量子回路を特定し、
特定した前記第２の量子回路を用いた過去の量子シミュレーションに割り当てたノード数別の実測実行時間を記憶する第２の記憶部を参照して、複数のノード数それぞれのノード数について、当該ノード数を割り当てた場合の前記第１の量子シミュレーションの予測実行時間を算出し、
前記第１の量子シミュレーションに利用可能なノード群における量子シミュレーションの割り当て状況に応じて、算出した前記予測実行時間に基づいて、前記複数のノード数から、前記第１の量子シミュレーションに割り当てるノード数を決定する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする量子シミュレーション実行時のノード割当方法。
【請求項９】
量子シミュレーションに用いる量子回路ごとに、当該量子回路の通信に関する特徴量を記憶する第１の記憶部を参照して、第１の量子シミュレーションに用いる第１の量子回路と通信に関する特徴量が類似する第２の量子回路を特定し、
特定した前記第２の量子回路を用いた過去の量子シミュレーションに割り当てたノード数別の実測実行時間を記憶する第２の記憶部を参照して、複数のノード数それぞれのノード数について、当該ノード数を割り当てた場合の前記第１の量子シミュレーションの予測実行時間を算出し、
前記第１の量子シミュレーションに利用可能なノード群における量子シミュレーションの割り当て状況に応じて、算出した前記予測実行時間に基づいて、前記複数のノード数から、前記第１の量子シミュレーションに割り当てるノード数を決定する、
制御部を有することを特徴とする情報処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子シミュレーション実行時のノード割当プログラム、量子シミュレーション実行時のノード割当方法、および情報処理装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、量子コンピュータの登場に備えて、従来のコンピュータ上でシミュレーションを行って、量子計算向けの技術開発が行われている。量子シミュレーションは、量子状態を通常のコンピュータ上で再現し、量子ビットの相互作用などを計算することにより、量子計算を行うものである（ｓｔａｔｅ－ｖｅｃｔｏｒ方式）。
【０００３】
関連する先行技術としては、例えば、複数のノードを用いた並列計算によって実行されるプログラムを複数のジョブで実行し、一定経過時間ごとに各ジョブの計算結果を解析して、解析結果から得られる各ジョブの残り実行時間に基づいて全ジョブの終了が揃うように各ジョブの並列度を調整するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－１４０４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、複数のユーザで共有されるような計算機（ノード）群において、複数の量子シミュレーションを実行するにあたり、計算機群を効率よく利用することが難しい。
【０００６】
一つの側面では、本発明は、量子シミュレーション実行時のノード群の利用効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの実施態様では、量子シミュレーションに用いる量子回路ごとに、当該量子回路の通信に関する特徴量を記憶する第１の記憶部を参照して、第１の量子シミュレーションに用いる第１の量子回路と通信に関する特徴量が類似する第２の量子回路を特定し、特定した前記第２の量子回路を用いた過去の量子シミュレーションに割り当てたノード数別の実測実行時間を記憶する第２の記憶部を参照して、複数のノード数それぞれのノード数について、当該ノード数を割り当てた場合の前記第１の量子シミュレーションの予測実行時間を算出し、前記第１の量子シミュレーションに利用可能なノード群における量子シミュレーションの割り当て状況に応じて、算出した前記予測実行時間に基づいて、前記複数のノード数から、前記第１の量子シミュレーションに割り当てるノード数を決定する、量子シミュレーション実行時のノード割当プログラムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一側面によれば、量子シミュレーション実行時のノード群の利用効率を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、量子シミュレーション実行時のノード割当方法の一実施例を示す説明図である。
図２は、量子シミュレーションのスケールアウト例を示す説明図である。
図３は、スケジューリングシステム３００のシステム構成例を示す説明図である。
図４は、スケジューリング装置３０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。
図５は、実行時間記録テーブル３２０の記憶内容の一例を示す説明図である。
図６は、回路特徴量テーブル３３０の記憶内容の一例を示す説明図である。
図７は、スケジューリング装置３０１の機能的構成例を示すブロック図である。
図８Ａは、予測実行時間テーブル８００の記憶内容の一例を示す説明図（その１）である。
図８Ｂは、予測実行時間テーブル８００の記憶内容の一例を示す説明図（その２）である。
図９は、スケジューリング装置３０１の量子シミュレーション実行時のノード割当処理手順の一例を示すフローチャート（その１）である。
図１０は、スケジューリング装置３０１の量子シミュレーション実行時のノード割当処理手順の一例を示すフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、本発明にかかる量子シミュレーション実行時のノード割当プログラム、量子シミュレーション実行時のノード割当方法、および情報処理装置の実施の形態を詳細に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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