論文の概要: Reducing Runtime Overhead via Use-Based Migration in Neutral Atom Quantum Architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.15757v1
• Date: Mon, 28 Nov 2022 20:24:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-17 14:52:23.910520
• Title: Reducing Runtime Overhead via Use-Based Migration in Neutral Atom Quantum Architectures
• Title（参考訳）: 中性原子量子アーキテクチャにおける使用ベースマイグレーションによるランタイムオーバーヘッドの削減
• Authors: Andrew Litteken (1), Jonathan M. Baker (1), Frederic T. Chong (1) ((1) University of Chicago)
• Abstract要約: 我々は、失われた計算空間の有害な影響に対処する戦略を開発する。 アーキテクチャを別々のセクションに分割し、失われた原子のない各セクションで回路を実行する。 これらの手法により、30量子ビット回路の総実行時間が50%削減される。
• 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: Neutral atoms are a promising choice for scalable quantum computing architectures. Features such as long distance interactions and native multiqubit gates offer reductions in communication costs and operation count. However, the trapped atoms used as qubits can be lost over the course of computation and due to adverse environmental factors. The value of a lost computation qubit cannot be recovered and requires the reloading of the array and rerunning of the computation, greatly increasing the number of runs of a circuit. Software mitigation strategies exist but exhaust the original mapped locations of the circuit slowly and create more spread out clusters of qubits across the architecture decreasing the probability of success. We increase flexibility by developing strategies that find all reachable qubits, rather only adjacent hardware qubits. Second, we divide the architecture into separate sections, and run the circuit in each section, free of lost atoms. Provided the architecture is large enough, this resets the circuit without having to reload the entire architecture. This increases the number of effective shots before reloading by a factor of two for a circuit that utilizes 30% of the architecture. We also explore using these sections to parallelize execution of circuits, reducing the overall runtime by a total 50% for 30 qubit circuit. These techniques contribute to a dynamic new set of strategies to combat the detrimental effects of lost computational space.
• Abstract（参考訳）: 中性原子はスケーラブルな量子コンピューティングアーキテクチャにとって有望な選択である。 長距離通信やネイティブマルチビットゲートといった特徴は、通信コストと運用回数の削減を提供する。 しかし、量子ビットとして用いられる閉じ込められた原子は、計算過程や環境要因の悪さにより失われる。 失われた計算キュービットの値は回復できず、配列の再ロードと計算の再実行が必要となり、回路の実行数が大幅に増加する。 ソフトウェア緩和戦略は存在するが、元のマッピングされた回路の位置を緩やかに使い果たし、アーキテクチャ全体にクビットのクラスタを分散させ、成功の確率を低下させる。 私たちは、すべての到達可能な量子ビットを見つける戦略を開発することによって、柔軟性を高めます。 第二に、アーキテクチャを別々のセクションに分割し、失われた原子のない各セクションで回路を実行する。 アーキテクチャが十分に大きい場合は、アーキテクチャ全体をリロードすることなく回路をリセットする。 これにより、アーキテクチャの30%を利用する回路で再ロードする前に有効ショット数を2倍に増やすことができる。 また、これらのセクションを使用して回路の実行を並列化し、30キュービットの回路で全体の実行時間を50%削減する。 これらの手法は、失われた計算空間の有害な効果と戦うための動的な新しい戦略のセットに寄与する。

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