論文の概要: Quantum circuit optimization for multiple QPUs using local structure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.09938v2
• Date: Thu, 8 Sep 2022 14:05:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-08 18:39:24.398648
• Title: Quantum circuit optimization for multiple QPUs using local structure
• Title（参考訳）: 局所構造を用いた複数QPUの量子回路最適化
• Authors: Edwin Tham, Ilia Khait, Aharon Brodutch
• Abstract要約: 量子ビットのクラスタを相互接続することは、将来の量子コンピュータをスケールアップするための重要な要素となる。 本稿では,EPRによる遠隔ゲートの利用とクラスタ間のキュービットのテレポーティングについて検討する。 回路深度と配線使用量に大きな改善が見られた。
• 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: Interconnecting clusters of qubits will be an essential element of scaling up future quantum computers. Operations between quantum processing units (QPUs) are usually significantly slower and costlier than those within a single QPU, so usage of the interconnect must be carefully managed. This is loosely analogous to the need to manage shared caches or memory in classical multi-CPU machines. Unlike classical clusters, however, quantum data is subject to the no-cloning theorem, which necessitates a rethinking of cache coherency strategies. Here, we consider a simple strategy of using EPR-mediated remote gates and teleporting qubits between clusters as necessary. Crucially, we develop optimizations at compile-time that leverage local structure in a quantum circuit, so as to minimize inter-cluster operations at runtime. We benchmark our approach against existing quantum compilation and optimization routines, and find significant improvements in circuit depth and interconnect usage.
• Abstract（参考訳）: 量子ビットのクラスタを相互接続することは、将来の量子コンピュータをスケールアップするための重要な要素となる。 量子処理ユニット(qpu)間の動作は通常、単一のqpuよりもかなり遅くコストがかかるため、インターコネクトの使用は慎重に管理する必要がある。 これは、従来のマルチcpuマシンで共有キャッシュやメモリを管理する必要性に似ている。 しかし、古典的クラスタとは異なり、量子データはキャッシュコヒーレンシー戦略の再考を必要とする非閉鎖定理の対象となっている。 本稿では,eprを介するリモートゲートと,クラスタ間でキュービットをテレポーティングする簡単な方法を検討する。 重要なことは、実行時にクラスタ間操作を最小限に抑えるために、量子回路の局所構造を利用するコンパイル時に最適化を開発することである。 我々は、既存の量子コンパイルと最適化ルーチンに対するアプローチをベンチマークし、回路深度と相互接続利用の大幅な改善を見出した。

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