論文の概要: Performance of Superconducting Quantum Computing Chips under Different Architecture Design

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.06062v3
• Date: Mon, 27 Dec 2021 03:57:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 06:42:12.379354
• Title: Performance of Superconducting Quantum Computing Chips under Different Architecture Design
• Title（参考訳）: 異なるアーキテクチャ設計下における超伝導量子コンピューティングチップの性能
• Authors: Wei Hu (1), Yang Yang (1), Weiye Xia (1), Jiawei Pi (2), Enyi Huang (2), Xin-Ding Zhang (2), and Hua Xu (1) ((1) Kunfeng Quantum Technology Co, (2) South China Normal University)
• Abstract要約: 我々は、異なる量子ビット接続とトポロジーの下で量子プロセッサの性能について検討する。 高性能アーキテクチャは、ほとんどの場合、大きな接続性を持つ設計を伴っている。 異なる量子アルゴリズムは、量子チップ接続とトポロジーに異なる依存を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Existing and near-term quantum computers can only perform two-qubit gates between physically connected qubits. Research has been done on compilers to rewrite quantum programs to match hardware constraints. However, the quantum processor architecture, in particular the qubit connectivity and topology, still lacks enough discussion, while it potentially has a huge impact on the performance of the quantum algorithms. We perform a quantitative and comprehensive study on the quantum processor performance under different qubit connectivity and topology. We select ten representative design models with different connectivities and topologies from quantum architecture design space and benchmark their performance by running a set of standard quantum algorithms. It is shown that a high-performance architecture almost always comes with a design with a large connectivity, while the topology shows a weak influence on the performance in our experiment. Different quantum algorithms show different dependence on quantum chip connectivity and topologies. This work provides quantum computing researchers with a systematic approach to evaluating their processor design.
• Abstract（参考訳）: 既存の量子コンピュータは、物理的に接続された量子ビット間の2ビットゲートしか実行できない。 コンパイラーはハードウェアの制約に合うように量子プログラムを書き換える研究が行われている。 しかし、量子プロセッサアーキテクチャ、特に量子ビット接続とトポロジーは、まだ十分な議論が欠けているが、量子アルゴリズムの性能に大きな影響を与える可能性がある。 量子プロセッサの性能を、異なる量子ビット接続とトポロジー下で定量的かつ包括的に研究する。 我々は、量子アーキテクチャ設計空間から異なる接続性とトポロジを持つ10の代表的な設計モデルを選択し、その性能を標準量子アルゴリズムの実行によってベンチマークする。 高性能アーキテクチャはたいていの場合、大きな接続性を持つ設計が伴うが、トポロジは我々の実験での性能に弱い影響を示す。 異なる量子アルゴリズムは、量子チップ接続とトポロジーに異なる依存を示す。 この研究は量子コンピューティング研究者に、プロセッサ設計を評価するための体系的なアプローチを提供する。

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