論文の概要: CollComm: Enabling Efficient Collective Quantum Communication Based on
EPR buffering
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.06724v2
- Date: Tue, 30 Aug 2022 17:26:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-31 06:12:37.926198
- Title: CollComm: Enabling Efficient Collective Quantum Communication Based on
EPR buffering
- Title（参考訳）: CollComm: EPRバッファリングに基づく効率的な集合量子通信の実現
- Authors: Anbang Wu, Yufei Ding, Ang Li
- Abstract要約: 分散量子プログラムで発生する集合的通信を最適化するコンパイラフレームワークを開発した。
実験の結果,提案フレームワークは分散量子プログラムの通信コストを半減させることができることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.579129303545535
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The noisy and lengthy nature of quantum communication hinders the development
of distributed quantum computing. The inefficient design of existing compilers
for distributed quantum computing worsens the situation. Previous compilation
frameworks couple communication hardware with the implementation of expensive
remote gates. However, we discover that the efficiency of quantum
communication, especially collective communication, can be significantly
boosted by decoupling communication resources from remote operations, that is,
the communication hardware would be used only for preparing remote
entanglement, and the computational hardware, the component used to store
program information, would be used for conducting remote gates. Based on the
observation, we develop a compiler framework to optimize the collective
communication happening in distributed quantum programs. In this framework, we
decouple the communication preparation process in communication hardware from
the remote gates conducted in computational hardware by buffering EPR pairs
generated by communication hardware in qubits of the computational hardware.
Experimental results show that the proposed framework can halve the
communication cost of various distributed quantum programs, compared to
state-of-the-art compilers for distributed quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 量子通信のノイズと長さの性質は、分散量子コンピューティングの発展を妨げる。
分散量子コンピューティングのための既存のコンパイラの非効率設計は、状況を悪化させる。
以前のコンパイルフレームワークは通信ハードウェアと高価なリモートゲートの実装を結合する。
しかし、遠隔操作から通信資源を分離することで、量子通信の効率、特に集団通信の効率が著しく向上すること、すなわち、通信ハードウェアは、リモートの絡み合わせの準備にのみ使用され、プログラム情報を格納するコンポーネントである計算ハードウェアは、リモートゲートの指揮に使用されることを発見した。
この観察に基づいて,分散量子プログラムで発生する集団通信を最適化するコンパイラフレームワークを開発した。
本稿では,通信ハードウェアが生成するEPRペアを計算ハードウェアのキュービットにバッファリングすることにより,通信ハードウェアにおける通信準備プロセスを,計算ハードウェアで実行される遠隔ゲートから分離する。
実験の結果,提案手法は分散量子コンピューティングの最先端コンパイラと比較して,分散量子プログラムの通信コストを半減できることがわかった。
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