論文の概要: Distributing circuits over heterogeneous, modular quantum computing network architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.14148v3
• Date: Mon, 10 Jul 2023 14:09:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-11 21:55:00.851573
• Title: Distributing circuits over heterogeneous, modular quantum computing network architectures
• Title（参考訳）: 不均一なモジュラー量子コンピューティングネットワークアーキテクチャ上の分散回路
• Authors: Pablo Andres-Martinez, Tim Forrer, Daniel Mills, Jun-Yi Wu, Luciana Henaut, Kentaro Yamamoto, Mio Murao, Ross Duncan
• Abstract要約: 我々は、ベル状態を介して疎結合な量子コンピューティングモジュールの異種ネットワークを考える。 これらの接続間の操作は計算ボトルネックを構成する。 本稿では,所定の量子回路を,上記型のネットワーク上で実装可能な1つの回路に変換するためのいくつかの手法を紹介する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.550561768977603
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We consider a heterogeneous network of quantum computing modules, sparsely connected via Bell states. Operations across these connections constitute a computational bottleneck and they are likely to add more noise to the computation than operations performed within a module. We introduce several techniques for transforming a given quantum circuit into one implementable on a network of the aforementioned type, minimising the number of Bell states required to do so. We extend previous works on circuit distribution over fully connected networks to the case of heterogeneous networks. On the one hand, we extend the hypergraph approach of [Andres-Martinez & Heunen. 2019] to arbitrary network topologies. We additionally make use of Steiner trees to find efficient realisations of the entanglement sharing within the network, reusing already established connections as often as possible. On the other hand, we extend the embedding techniques of [Wu, et al. 2022] to networks with more than two modules. Furthermore, we discuss how these two seemingly incompatible approaches can be made to cooperate. Our proposal is implemented and benchmarked; the results confirming that, when orchestrated, the two approaches complement each other's weaknesses.
• Abstract（参考訳）: 我々は,ベル状態を介して疎結合な量子コンピューティングモジュールのヘテロジニアスネットワークを考える。 これらの接続間の操作は計算のボトルネックとなり、モジュール内で実行される操作よりも計算にノイズを加える可能性が高い。 本稿では,上述のタイプのネットワーク上で,与えられた量子回路を1つの実装可能なものに変換する手法をいくつか導入し,そのために必要なベル状態の数を最小化する。 我々は,完全接続ネットワーク上での回路分布に関する先行研究を,異種ネットワークの場合にも拡張する。 一方、[Andres-Martinez & Heunen. 2019] のハイパーグラフアプローチを任意のネットワークトポロジに拡張しています。 また,ネットワーク内での絡み合いの効率的な共有を実現するために,Steiner木を用いて,既存のコネクションを可能な限り頻繁に再利用する。 一方で,[wu, et al. 2022] の埋め込み技術を2つ以上のモジュールを持つネットワークにまで拡張した。 さらに、これら2つの非互換なアプローチをどのように連携させるかについて議論する。 我々の提案は実装され、ベンチマークされ、その結果、2つのアプローチが互いに弱みを補うことが確認された。

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