論文の概要: Automated Generation of Shuttling Sequences for a Linear Segmented Ion Trap Quantum Computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.04881v1
• Date: Tue, 9 Aug 2022 16:16:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-01 19:14:09.161486
• Title: Automated Generation of Shuttling Sequences for a Linear Segmented Ion Trap Quantum Computer
• Title（参考訳）: リニアセグメンテーションイオントラップ量子コンピュータにおけるシャットリングシーケンスの自動生成
• Authors: Jonathan Durandau and Janis Wagner and Fr\'ed\'eric Mailhot and Charles-Antoine Brunet and Ferdinand Schmidt-Kaler and Ulrich Poschinger and Yves B\'erub\'e-Lauzi\`ere
• Abstract要約: 閉じ込められたイオン量子コンピュータプラットフォームをスケールアップするための有望なアプローチは、セグメント化されたマイクロチップトラップに複数の閉じ込められたイオン量子ビットセット(「イオン結晶」)を格納することである。 本稿では,シャットリングスケジュールを自動生成するアルゴリズムについて述べる。 固定構造を含む量子回路では、高度な代入アルゴリズムによりシャットリングオーバーヘッドを低減することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.46868465524242
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A promising approach for scaling-up trapped-ion quantum computer platforms is by storing multiple trapped-ion qubit sets ('ion crystals') in segmented microchip traps and to interconnect these via physical movement of the ions ('shuttling'). Already for realizing quantum circuits with moderate complexity, the design of suitable qubit assignments and shuttling schedules require automation. Here, we describe and test algorithms which address exactly these tasks. We describe an algorithm for fully automated generation of shuttling schedules, complying to constraints imposed by a given trap structure. Furthermore, we introduce different methods for initial qubit assignment and compare these for random circuit (of up to 20 qubits) and quantum Fourier transform-like circuits, and generalized Toffoli gates of up to 40 qubits each. We find that for quantum circuits which contain a fixed structure, advanced assignment algorithms can serve to reduce the shuttling overhead.
• Abstract（参考訳）: 閉じ込められたイオン量子コンピュータプラットフォームをスケールアップするための有望なアプローチは、複数の閉じ込められたイオン量子ビットセット(イオン結晶)をセグメント化されたマイクロチップトラップに格納し、イオンの物理的移動(シャットリング)を介してそれらを相互接続することである。 量子回路を適度な複雑さで実現するには、適切な量子ビット割り当てとシャットリングスケジュールの設計が自動化を必要とする。 ここでは、これらのタスクを正確に扱うアルゴリズムを記述し、テストする。 本稿では,与えられたトラップ構造によって課される制約に従って,スケジュールのシャットリングを完全自動生成するアルゴリズムについて述べる。 さらに、初期量子ビット割り当てのための異なる手法を導入し、これをランダム回路(最大20量子ビット)と量子フーリエ変換様回路で比較し、最大40量子ビットのトッフォリゲートを一般化した。 固定構造を含む量子回路では、高度な割当てアルゴリズムにより、シャットリングのオーバーヘッドを低減することができる。

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