論文の概要: A Substrate Scheduler for Compiling Arbitrary Fault-tolerant Graph States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.03758v2
• Date: Mon, 4 Sep 2023 01:14:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-07 04:56:14.052950
• Title: A Substrate Scheduler for Compiling Arbitrary Fault-tolerant Graph States
• Title（参考訳）: 任意耐故障グラフ状態コンパイル用基板スケジューリング器
• Authors: Sitong Liu, Naphan Benchasattabuse, Darcy QC Morgan, Michal Hajdu\v{s}ek, Simon J. Devitt and Rodney Van Meter
• Abstract要約: グラフ状態は量子コンピューティングにおいて有用な計算資源である。 本稿では,フォールトトレラントグラフ状態コンパイル用に設計されたコンパイラモジュールであるSubstrate Schedulerを紹介する。 以上の結果から,我々のモジュールは,これまでで最も実行時間が短いグラフ状態を生成することがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.41942958779358674
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Graph states are useful computational resources in quantum computing, particularly in measurement-based quantum computing models. However, compiling arbitrary graph states into executable form for fault-tolerant surface code execution and accurately estimating the compilation cost and the run-time resource cost remains an open problem. We introduce the Substrate Scheduler, a compiler module designed for fault-tolerant graph state compilation. The Substrate Scheduler aims to minimize the space-time volume cost of generating graph states. We show that Substrate Scheduler can efficiently compile graph states with thousands of vertices for "A Game of Surface Codes"-style patch-based surface code systems. Our results show that our module generates graph states with the lowest execution time complexity to date, achieving graph state generation time complexity that is at or below linear in the number of vertices and demonstrating specific types of graphs to have constant generation time complexity. Moreover, it provides a solid foundation for developing compilers that can handle a larger number of vertices, up to the millions or billions needed to accommodate a wide range of post-classical quantum computing applications.
• Abstract（参考訳）: グラフ状態は量子コンピューティング、特に測定に基づく量子計算モデルにおいて有用な計算資源である。 しかし、フォールトトレラントなサーフェスコード実行のために任意のグラフ状態を実行可能な形式にコンパイルし、コンパイルコストと実行時のリソースコストを正確に推定することは未解決の問題である。 我々は,フォールトトレラントグラフ状態コンパイル用に設計されたコンパイラモジュールである基板スケジューラを紹介する。 基板スケジューラは、グラフ状態を生成する時空間ボリュームコストを最小化することを目的としている。 基板スケジューラは"a game of surface codes"形式のパッチベースサーフェスコードシステムにおいて,数千の頂点を持つグラフ状態を効率的にコンパイルできることを示す。 以上の結果から,我々のモジュールは今までで最低実行時間でグラフ状態を生成し,頂点数において線形以下であるグラフ状態生成時間複雑性を実現し,一定の生成時間複雑性を持つグラフの種類を示す。 さらに、幅広い後古典的量子コンピューティングアプリケーションに対応するのに必要な数百万から数十億という、より多くの頂点を処理するコンパイラを開発するための確かな基盤を提供する。

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