論文の概要: Active volume: An architecture for efficient fault-tolerant quantum
computers with limited non-local connections
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.15465v1
- Date: Mon, 28 Nov 2022 15:51:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-17 14:59:39.310646
- Title: Active volume: An architecture for efficient fault-tolerant quantum
computers with limited non-local connections
- Title（参考訳）: アクティブボリューム:非ローカル接続の少ない効率的なフォールトトレラント量子コンピュータのためのアーキテクチャ
- Authors: Daniel Litinski and Naomi Nickerson
- Abstract要約: 非2次元局所接続を用いたアーキテクチャを導入し、そのコストはキュービット数に比例しない。
また,同じ数の論理量子ビットを用いて,汎用アーキテクチャよりも44倍高速に2048ビットの因数分解アルゴリズムを実行できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In existing general-purpose architectures for surface-code-based
fault-tolerant quantum computers, the cost of a quantum computation is
determined by the circuit volume, i.e., the number of qubits multiplied by the
number of non-Clifford gates. We introduce an architecture using non-2D-local
connections in which the cost does not scale with the number of qubits, and
instead only with the number of logical operations. Each logical operation has
an associated active volume, such that the cost of a quantum computation can be
quantified as a sum of active volumes of all operations. For quantum
computations with thousands of logical qubits, the active volume can be orders
of magnitude lower than the circuit volume. Importantly, the architecture does
not require all-to-all connectivity between N logical qubits. Instead, each
logical qubit is connected to O(log N) other sites. As an example, we show
that, using the same number of logical qubits, a 2048-bit factoring algorithm
can be executed 44 times faster than on a general-purpose architecture without
non-local connections. With photonic qubits, long-range connections are
available and we show how photonic components can be used to construct a
fusion-based active-volume quantum computer.
- Abstract（参考訳）: 表面符号に基づくフォールトトレラント量子コンピュータの既存の汎用アーキテクチャでは、量子計算のコストは回路体積、すなわち非クリフォードゲート数で乗算された量子ビット数によって決定される。
我々は,非2d-ローカル接続を用いたアーキテクチャを導入し,そのコストはキュービット数でスケールせず,論理演算数でのみスケールする。
各論理演算は関連するアクティブボリュームを持ち、量子計算のコストを全ての演算のアクティブボリュームの和として定量化することができる。
数千の論理量子ビットを持つ量子計算では、アクティブ体積は回路体積よりも桁違いに小さい。
重要なことに、アーキテクチャはN論理量子ビット間の全接続を必要としない。
代わりに、各論理キュービットは O(log N) の他のサイトと接続される。
例えば、同じ数の論理量子ビットを用いることで、2048ビットのファクタリングアルゴリズムが、非ローカル接続のない汎用アーキテクチャよりも44倍高速に実行可能であることを示す。
フォトニック量子ビットでは、長距離接続が可能であり、フォトニックコンポーネントが融合ベースのアクティブボリューム量子コンピュータの構築にどのように使われるかを示す。
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