論文の概要: A Compilation Framework for Photonic One-Way Quantum Computation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.01545v1
- Date: Sun, 4 Sep 2022 07:08:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-27 23:23:25.161877
- Title: A Compilation Framework for Photonic One-Way Quantum Computation
- Title（参考訳）: フォトニック一方向量子計算のためのコンパイルフレームワーク
- Authors: Hezi Zhang, Anbang Wu, Yuke Wang, Gushu Li, Hassan Shapourian, Alireza
Shabani and Yufei Ding
- Abstract要約: 本稿では,現実的なフォトニック量子デバイスに向けた一方向量子計算を実現するための,最初のエンドツーエンドコンパイルフレームワークを提案する。
我々のフレームワークは、プログラミングとハードウェアの両方のレベルでフォトニクス量子コンピューティングのユニークな特徴のセットを扱う。
この方向の最初の研究として、量子プログラムをフォトニックデバイスにマッピングするための巨大な最適化空間を公開する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.048533849586384
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Compared to solid-state quantum qubits (e.g., superconducting transmons),
flying photonic qubits have several advantages for long-term, large-scale
quantum computing. First, quantum omputers made from photonic qubits can, in
principle, operate at room temperature. They are also one of the best
techniques that have the potential to scale up to millions of qubits over a
practical timescale. In addition, they can be easily integrated into existing
fiber-optic-based telecommunications systems, facilitating the connection of
individual quantum computers toward large-scale distributed quantum computing
systems. In this paper, we propose the first end-to-end compilation framework
to accommodate one-way quantum computation toward realistic photonic quantum
devices. Unlike previous compilation efforts targeting solid-state-qubit
quantum technologies, our compilation framework need to deal with a new set of
unique features of photonics quantum computing at both programming and hardware
levels. For example, all computations are natively conducted in the form of
measurements instead of 1-qubit and 2-qubit gates and qubits will be destroyed
instantly after the measurements. Being the first work in this direction, we
unveil the huge optimization space for mapping a quantum program to photonic
devices where computation resources can be saved by orders of magnitude with
novel compiler optimization designs.
- Abstract（参考訳）: 固体量子量子ビット(例えば超伝導トランスモン)と比較すると、フライングフォトニック量子ビットは長期の大規模量子コンピューティングにいくつかの利点がある。
まず、フォトニック量子ビットで作られた量子omputerは、基本的に室温で動作する。
また、実用的な時間スケールで数百万キュービットまでスケールアップする可能性を持つ、最高のテクニックの1つです。
さらに、既存の光ファイバーベースの通信システムと容易に統合でき、個々の量子コンピュータの大規模分散量子コンピューティングシステムへの接続が容易になる。
本稿では,一方向量子計算を現実のフォトニック量子デバイスに適応する,最初のエンドツーエンドコンパイルフレームワークを提案する。
ソリッドステート量子技術をターゲットにした以前のコンパイルとは異なり、我々のコンパイルフレームワークは、プログラミングとハードウェアの両方のレベルでフォトニクス量子コンピューティングの新しい特徴に対処する必要がある。
例えば、全ての計算は1量子ビットと2量子ビットのゲートの代わりに測定の形でネイティブに行われ、測定後の量子ビットは即座に破壊される。
この方向の最初の作業として、量子プログラムをフォトニックデバイスにマッピングする巨大な最適化空間を公開し、新しいコンパイラ最適化設計で計算資源を桁違いに節約することができる。
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