論文の概要: SDC-based Resource Constrained Scheduling for Quantum Control Architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.00794v1
• Date: Mon, 3 Oct 2022 10:02:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-24 00:45:44.073008
• Title: SDC-based Resource Constrained Scheduling for Quantum Control Architectures
• Title（参考訳）: SDCに基づく量子制御アーキテクチャのための資源制約スケジューリング
• Authors: Razvan Nane
• Abstract要約: SDCの定式化に基づく新しい資源制約スケジューリングアルゴリズムを提案する。 SDCベースのスケジューリングは、より良いスケジュールを見つけるだけでなく、フレキシブルな相対的タイミング制約をモデル化できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Instruction scheduling is a key transformation in backend compilers that take an untimed description of an algorithm and assigns time slots to the algorithm's instructions so that they can be executed as efficiently as possible while taking into account the target processor limitations, such as the amount of computational units available. For example, for a superconducting quantum processor these restrictions include the amount of analogue instruments available to play the waveforms to drive the qubit rotations or on-chip connectivity between qubits. Current small-scale quantum processors contain only a few qubits; therefore, it is feasible to drive qubits individually albeit not scalable. Consequently, for NISQ and beyond NISQ devices, it is expected that classical instrument sharing to be designed in the future quantum control architectures where several qubits are connected to an instrument and multiplexing is used to activate only the qubits performing the same quantum operation at a time. Existing quantum scheduling algorithms either rely on ILP formulations, which do not scale well, or use heuristic based algorithms such as list scheduling which are not versatile enough to deal with quantum requirements such as scheduling with exact relative timing constraints between instructions, situation that might occur when decomposing complex instructions into native ones and requiring to keep a fixed timing between the primitive ones to guarantee correctness. In this paper, we propose a novel resource constrained scheduling algorithm that is based on the SDC formulation, which is the state-of-the-art algorithm used in the reconfigurable computing. We evaluate it against a list scheduler and describe the benefits of the proposed approach. We find that the SDC-based scheduling is not only able to find better schedules but also model flexible relative timing constraints.
• Abstract（参考訳）: 命令スケジューリング(英語: Instruction scheduling)は、アルゴリズムの未使用の記述を取り込み、タイムスロットをアルゴリズムの命令に割り当てるバックエンドコンパイラにおいて重要な変換である。 例えば、超伝導量子プロセッサの場合、これらの制限には、量子ビット間の回転やチップ上の接続を駆動するために波形を再生するのに利用可能なアナログ機器の量が含まれる。 現在の小型量子プロセッサは数量子ビットしか含まないため、スケーラブルではないため、個別に量子ビットを駆動することは可能である。 したがって、nisqおよびnisqデバイス以外では、複数のキュービットが機器に接続された将来の量子制御アーキテクチャにおいて、古典的楽器共有が設計されることが期待され、同時に同じ量子操作を行うキュービットのみを多重化することで活性化される。 既存の量子スケジューリングアルゴリズムは、スケールが良くないIPPの定式化に依存しているか、あるいはリストスケジューリングのようなヒューリスティックなアルゴリズムを使用して、命令間の正確な相対的なタイミング制約によるスケジューリングや、複雑な命令をネイティブの命令に分解したり、プリミティブな命令間で一定のタイミングを維持する必要がある場合など、量子要求に十分対応できない。 本稿では,再構成可能コンピューティングにおける最先端アルゴリズムであるsdc定式化に基づく,新しい資源制約付きスケジューリングアルゴリズムを提案する。 リストスケジューラに対して評価を行い,提案手法の利点について述べる。 SDCベースのスケジューリングは、より良いスケジュールを見つけるだけでなく、フレキシブルな相対的タイミング制約をモデル化できる。

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