論文の概要: Compiler Design for Distributed Quantum Computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.09680v1
• Date: Thu, 17 Dec 2020 15:48:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-20 08:24:56.132488
• Title: Compiler Design for Distributed Quantum Computing
• Title（参考訳）: 分散量子コンピューティングのためのコンパイラ設計
• Authors: Davide Ferrari, Angela Sara Cacciapuoti, Michele Amoretti and Marcello Caleffi
• Abstract要約: 分散量子コンピューティングにおけるコンパイラ設計に伴う主な課題について論じる。 我々は分散量子コンピューティングのための量子コンパイルによって引き起こされるオーバーヘッドの上限を解析的に導出する。 導出されたバウンダリは、基礎となるコンピューティングアーキテクチャによって引き起こされるオーバーヘッドと、準最適量子コンパイラによって引き起こされる追加のオーバーヘッドを考慮に入れている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.423239719448169
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In distributed quantum computing architectures, with the network and communications functionalities provided by the Quantum Internet, remote quantum processing units (QPUs) can communicate and cooperate for executing computational tasks that single NISQ devices cannot handle by themselves. To this aim, distributed quantum computing requires a new generation of quantum compilers, for mapping any quantum algorithm to any distributed quantum computing architecture. With this perspective, in this paper, we first discuss the main challenges arising with compiler design for distributed quantum computing. Then, we analytically derive an upper bound of the overhead induced by quantum compilation for distributed quantum computing. The derived bound accounts for the overhead induced by the underlying computing architecture as well as the additional overhead induced by the sub-optimal quantum compiler -- expressly designed through the paper to achieve three key features, namely, general-purpose, efficient and effective. Finally, we validate the analytical results and we confirm the validity of the compiler design through an extensive performance analysis.
• Abstract（参考訳）: 分散量子コンピューティングアーキテクチャでは、Quantum Internetが提供するネットワークと通信機能により、単一のNISQデバイスが自分では処理できない計算処理を実行するために、遠隔量子処理ユニット(QPU)が通信や協調を行うことができる。 この目的のために、分散量子コンピューティングは、任意の量子アルゴリズムを任意の分散量子コンピューティングアーキテクチャにマッピングするために、新しい世代の量子コンパイラを必要とする。 本稿では,まず,分散量子コンピューティングのコンパイラ設計において生じる主な課題について述べる。 そして、分散量子コンピューティングのための量子コンパイルによって引き起こされるオーバーヘッドの上限を解析的に導出する。 導出された境界は、基礎となるコンピューティングアーキテクチャによって引き起こされるオーバーヘッドと、サブオプティマイズ量子コンパイラによって引き起こされる追加のオーバーヘッド、すなわち汎用性、効率性、効率性という3つの重要な特徴を達成するために、論文を通じて明確に設計されている。 最後に,解析結果を検証し,広範な性能解析によりコンパイラ設計の有効性を確認する。

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