An Abstraction Hierarchy Toward Productive Quantum Programming
Notice bibliographique
Résumé
The computer industry, with over seven decades of experience to draw on, has shown that to thrive, there must be a community of software engineers that produce the applications users depend on. Supporting those software engineers so they can write code that performs well across multiple generations of hardware (since application software generally lasts longer than hardware) is fundamental to sustaining the computer industry. Today's quantum software developers must reason at a low level, close to the hardware, which is not sustainable. In this paper, we assert that quantum computing needs high-level abstractions that support a quantum computing applications ecosystem. A single abstraction that bridges from the mental models used by a programmer to the details of how qubits are realized in hardware is unlikely to work. We need a hierarchy of tightly coupled models that define a framework for reasoning about the software development process in quantum computing. We propose an abstraction hierarchy and then explore its utility with two approaches to the eigenvalue estimation problem: (1) a variational algorithm with error mitigation, and (2) phase estimation with error correction. We use our proposed abstraction hierarchy to pinpoint key differences between these approaches and demonstrate how an abstraction hierarchy helps us understand software development. This supports our central conclusion; that it is not enough to understand individual components of a software stack. To make progress, we need to think about an abstraction hierarchy holistically.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».