論文の概要: Quantum Accelerator Stack: A Research Roadmap

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.02035v4
• Date: Mon, 17 May 2021 12:17:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-12 22:23:44.072588
• Title: Quantum Accelerator Stack: A Research Roadmap
• Title（参考訳）: 量子加速器スタック:研究ロードマップ
• Authors: K. Bertels, A. Sarkar, A. Krol, R. Budhrani, J. Samadi, E. Geoffroy, J. Matos, R. Abreu, G. Gielen, I. Ashraf
• Abstract要約: 本稿では,加速器の層全体のスタックを含む量子加速器のアイデアを提案する。 Qbits は完全量子ビットとして定義され、それらはデコヒールを持たず、良好な量子ゲート演算を行うことを意味する。 この論理は、OpenQLと呼ばれるグループで開発された普遍的な量子-古典ハイブリッド計算言語で表現される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: This paper presents the definition and implementation of a quantum computer architecture to enable creating a new computational device - a quantum computer as an accelerator In this paper, we present explicitly the idea of a quantum accelerator which contains the full stack of the layers of an accelerator. Such a stack starts at the highest level describing the target application of the accelerator. Important to realise is that qubits are defined as perfect qubits, implying they do not decohere and perform good quantum gate operations. The next layer abstracts the quantum logic outlining the algorithm that is to be executed on the quantum accelerator. In our case, the logic is expressed in the universal quantum-classical hybrid computation language developed in the group, called OpenQL. We also have to start thinking about how to verify, validate and test the quantum software such that the compiler generates a correct version of the quantum circuit. The OpenQL compiler translates the program to a common assembly language, called cQASM. We need to develop a quantum operating system that manages all the hardware of the micro-architecture. The layer below the micro-architecture is responsible of the mapping and routing of the qubits on the topology such that the nearest-neighbour-constraint can be be respected. At any moment in the future when we are capable of generating multiple good qubits, the compiler can convert the cQASM to generate the eQASM, which is executable on a particular experimental device incorporating the platform-specific parameters. This way, we are able to distinguish clearly the experimental research towards better qubits, and the industrial and societal applications that need to be developed and executed on a quantum device.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,新しい計算装置(加速器としての量子コンピュータ)の作成を可能にする量子コンピュータアーキテクチャの定義と実装について述べる。 このようなスタックは、アクセルのターゲットアプリケーションを記述する最も高いレベルから始まる。 ここで重要なのは、量子ビットが完全な量子ビットとして定義されていることである。 次の層は、量子加速器上で実行されるアルゴリズムの概要を量子論理を抽象化する。 我々の場合、論理はOpenQLと呼ばれるグループで開発された普遍的な量子古典ハイブリッド計算言語で表現される。 また、コンパイラが量子回路の正しいバージョンを生成するように、量子ソフトウェアを検証、検証、テストする方法を考え始める必要があります。 OpenQLコンパイラは、プログラムをcQASMと呼ばれる共通のアセンブリ言語に変換する。 マイクロアーキテクチャの全ハードウェアを管理する量子オペレーティングシステムを開発する必要があります。 マイクロアーキテクチャの下の層は、最寄り-neighbour-constraintを尊重できるようなトポロジー上のキュービットのマッピングとルーティングを担当している。 将来、複数の良い量子ビットを生成することができるとき、コンパイラはcQASMを変換してeQASMを生成し、プラットフォーム固有のパラメータを組み込んだ特定の実験装置上で実行することができる。 このようにして、より優れた量子ビットに対する実験研究と、量子デバイス上で開発し実行する必要がある産業的および社会的な応用を明確に区別することができる。

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