Fugu-MT 論文翻訳(概要): A Modular Quantum Compilation Framework for Distributed Quantum Computing

論文の概要: A Modular Quantum Compilation Framework for Distributed Quantum Computing

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.02969v1
Date: Thu, 4 May 2023 16:13:23 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-05-05 14:47:41.640130
Title: A Modular Quantum Compilation Framework for Distributed Quantum Computing
Title（参考訳）: 分散量子コンピューティングのためのモジュール量子コンパイルフレームワーク
Authors: Davide Ferrari, Stefano Carretta, Michele Amoretti
Abstract要約: 分散量子コンピューティングは、計算タスクで利用可能なキュービットの数を増やすためのスケーラブルなアプローチである。ネットワーク制約とデバイス制約を考慮に入れたDQC用のモジュール型量子コンパイルフレームワークを提案する。また,TeleGateとTeleDataの両方の操作を活用できる遠隔スケジューリング戦略も考案した。
参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: For most practical applications, quantum algorithms require large resources in terms of qubit number, much larger than those available with current NISQ processors. With the network and communication functionalities provided by the Quantum Internet, Distributed Quantum Computing (DQC) is considered as a scalable approach for increasing the number of available qubits for computational tasks. For DQC to be effective and efficient, a quantum compiler must find the best partitioning for the quantum algorithm and then perform smart remote operation scheduling to optimize EPR pair consumption. At the same time, the quantum compiler should also find the best local transformation for each partition. In this paper we present a modular quantum compilation framework for DQC that takes into account both network and device constraints and characteristics. We implemented and tested a quantum compiler based on the proposed framework with some circuits of interest, such as the VQE and QFT ones, considering different network topologies, with quantum processors characterized by heavy hexagon coupling maps. We also devised a strategy for remote scheduling that can exploit both TeleGate and TeleData operations and tested the impact of using either only TeleGates or both. The evaluation results show that TeleData operations may have a positive impact on the number of consumed EPR pairs, while choosing a more connected network topology helps reduce the number of layers dedicated to remote operations.
Abstract（参考訳）: ほとんどの実用的なアプリケーションでは、量子アルゴリズムは量子ビット数という観点で、現在のNISQプロセッサで利用可能なものよりもはるかに大きなリソースを必要とする。量子インターネットが提供するネットワークと通信機能により、分散量子コンピューティング(DQC)は、計算タスクに利用可能な量子ビットの数を増やすためのスケーラブルなアプローチであると考えられている。 DQCを効率的かつ効率的にするためには、量子コンパイラは量子アルゴリズムの最良のパーティショニングを見つけ、EPRペアの消費を最適化するためにスマートリモート操作スケジューリングを実行する必要がある。同時に、量子コンパイラはパーティション毎に最適なローカル変換を見つける必要がある。本稿では,ネットワークとデバイスの制約と特性の両方を考慮したdqcのためのモジュール型量子コンパイルフレームワークを提案する。我々は,VQE や QFT などの興味ある回路を用いて,重六角形結合写像を特徴とする量子プロセッサを用いて,異なるネットワークトポロジを考慮した量子コンパイラの実装とテストを行った。また,TeleGateとTeleDataの両方の操作を活用可能な遠隔スケジューリング戦略を考案し,TeleGateとTeleDataの両方の使用の影響を検証した。評価結果は,TeleData操作が消費するEPRペア数にプラスの影響を及ぼす可能性を示し,ネットワークトポロジの選択により,遠隔操作専用のレイヤ数を削減できることを示した。

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