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Quantum Machine Learning for Join Order Optimization using Variational Quantum Circuits.

Tobias Winker, Umut Çalikyilmaz, Le Gruenwald, Sven Groppe

Abstract

The optimization of queries speeds up query processing in databases. One of the most time-consuming tasks in query processing is the join operation, where the order of the joins plays a crucial role in determining the number of tuples to be processed for intermediate results, and hence, the overall processing costs. In this paper, we use a variational quantum circuit (VQC) to create a hybrid classical-quantum machine learning algorithm to predict efficient join orders by learning from past join orders. We develop an encoding of the join order problem using a low number of qubits. We show that VQCs with filtering of cross joins outperform the classical dynamic programming optimizer of PostgreSQL with a 2.7\% faster execution time.
OriginalspracheEnglisch
TitelBiDEDE@SIGMOD
Seitenumfang7
Erscheinungsdatum2023
Seiten5:1-5:7
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2023

UN SDGs

Dieser Output leistet einen Beitrag zu folgendem(n) Ziel(en) für nachhaltige Entwicklung

  1. SDG 4 – Qualitativ hochwertige Bildung
    SDG 4 – Qualitativ hochwertige Bildung
  2. SDG 9 – Industrie, Innovation und Infrastruktur
    SDG 9 – Industrie, Innovation und Infrastruktur
  3. SDG 11 – Nachhaltige Städte und Gemeinschaften
    SDG 11 – Nachhaltige Städte und Gemeinschaften
  4. SDG 12 – Verantwortungsvoller Konsum und Produktion
    SDG 12 – Verantwortungsvoller Konsum und Produktion
  5. SDG 14 – Lebensraum Wasser
    SDG 14 – Lebensraum Wasser
  6. SDG 15 – Lebensraum Land
    SDG 15 – Lebensraum Land

Strategische Forschungsbereiche und Zentren

  • Zentren: Zentrum für Künstliche Intelligenz Lübeck (ZKIL)
  • Querschnittsbereich: Intelligente Systeme

DFG-Fachsystematik

  • 409-06 Informationssysteme, Prozess- und Wissensmanagement

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