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QHackBench: Benchmarking Large Language Models for Quantum Code Generation Using PennyLane Hackathon Challenges

Created by
  • Haebom

作者

Abdul Basit, Minghao Shao, Muhammad Haider Asif, Nouhaila Innan, Muhammad Kashif, Alberto Marchisio, Muhammad Shafique

概要

本論文は、大規模言語モデル(LLM)の量子コンピューティングコード生成能力を評価した研究である。 Quantum Hackathon(QHack)の実際の問題に基づいて、PennyLaneベースの量子コード生成に対するLLMのパフォーマンスをベンチマークするために、新しいベンチマークデータセットQHackBenchを提示します。基本的なプロンプトと検索拡張生成(RAG)方式を比較評価し、機能的精度、構文有効性、実行成功率をさまざまな難易度の問題について評価する構造化評価フレームワークを使用した。その結果、拡張PennyLaneデータセットを使用したRAGベースのモデルは、複雑な量子アルゴリズムでも基本的なプロンプトアプローチと同様の結果を生成することがわかりました。さらに、誤ったソリューションを繰り返し修正するマルチエージェント評価パイプラインを提示し、実行の成功率をさらに高めました。 QHackBenchデータセット、評価フレームワーク、実験結果を公開し、AIベースの量子プログラミング研究を促進したい。

Takeaways、Limitations

Takeaways:
QHackBenchという新しいベンチマークデータセットにより、LLMの量子コード生成能力を体系的に評価できる基盤を設けた。
RAG技術を利用してLLMの量子コード生成性能を改善できることを示した。
マルチエージェント評価パイプラインを通じてコード生成の精度を高める可能性を示した。
公開されたデータセットとフレームワークを通じて、AIベースの量子プログラミング研究が活性化されると期待される。
Limitations:
ベンチマークデータセットはQHack問題に限定されており、他の量子プログラミング環境や問題の種類に対する一般化の可能性が限られている可能性があります。
評価指標は機能的精度、構文の有効性、実行の成功率に限定されており、コードの効率性や最適化の程度など、他の重要な側面を考慮することができない可能性があります。
マルチエージェント評価パイプラインのパフォーマンス向上の具体的な分析は不十分です。
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