論文の概要: QuCloud+: A Holistic Qubit Mapping Scheme for Single/Multi-programming
on 2D/3D NISQ Quantum Computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.14483v1
- Date: Fri, 29 Jul 2022 05:19:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-03 02:25:46.923560
- Title: QuCloud+: A Holistic Qubit Mapping Scheme for Single/Multi-programming
on 2D/3D NISQ Quantum Computers
- Title（参考訳）: QuCloud+: 2D/3D NISQ量子コンピュータ上でのシングル/マルチプログラミングのためのホロスティックなQubitマッピング方式
- Authors: Lei Liu, Xinglei Dou
- Abstract要約: QuCloud+は、2D/3Dトポロジを持つ量子チップ上でのマルチプログラミング量子コンピューティングを可能にする。
クロストーク対応コミュニティ検出技術により、並列量子プログラムの物理量子ビットを分割する。
X-SWAP機構は、SWAPを高いクロストークエラーで回避し、プログラム間SWAPによるSWAPオーバーヘッドの低減を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4522001791328885
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Qubit mapping is essential to quantum computing's fidelity and quantum
computers' resource utilization. Yet, the existing qubit mapping schemes meet
some challenges (e.g., crosstalk, SWAP overheads, diverse device topologies,
etc.), leading to qubit resource under-utilization, high error rate, and low
fidelity in computing results. This paper presents QuCloud+, a new qubit
mapping scheme capable of handling these challenges. QuCloud+ has several new
designs. (1) QuCloud+ enables multi-programming quantum computing on quantum
chips with 2D/3D topology. (2) It partitions physical qubits for concurrent
quantum programs with the crosstalk-aware community detection technique and
further allocates qubits according to qubit degree, improving fidelity and
resource utilization. (3) QuCloud+ includes an X-SWAP mechanism that avoids
SWAPs with high crosstalk errors and enables inter-program SWAPs to reduce the
SWAP overheads. (4) QuCloud+ schedules concurrent quantum programs to be mapped
and executed based on estimated fidelity for the best practice. QuCloud+
outperforms the previous multi-programming work on various devices by 6.84% on
fidelity and saves 40.9% additional gates required during mapping transition.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングの忠実度と量子コンピュータのリソース利用には、量子ビットマッピングが不可欠である。
しかし、既存のqubitマッピングスキーム(クロストーク、SWAPオーバーヘッド、多様なデバイストポロジなど)はいくつかの課題に対処し、Qubitリソースの未使用化、高いエラー率、計算結果の信頼性の低下につながる。
本稿では,これらの課題に対処可能な新しい量子ビットマッピング方式QuCloud+を提案する。
QuCloud+にはいくつかの新しいデザインがある。
1)QuCloud+は2D/3Dトポロジを持つ量子チップ上でのマルチプログラミング量子コンピューティングを実現する。
2) コンカレント量子プログラムの物理量子ビットをクロストーク対応コミュニティ検出技術で分割し,さらに量子ビットの次数に応じて量子ビットを割り当て,忠実度と資源利用率を向上させる。
(3) QuCloud+は、SWAPを高いクロストークエラーで回避し、プログラム間SWAPでSWAPオーバーヘッドを低減するX-SWAP機構を含む。
(4) QuCloud+は、ベストプラクティスのための推定忠実度に基づいて、同時量子プログラムのマッピングと実行をスケジュールする。
qucloud+は、様々なデバイス上でのマルチプログラミング作業を6.84%上回り、マッピング遷移時に40.9%のゲートを節約している。
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