論文の概要: Using Boolean Satisfiability for Exact Shuttling in Trapped-Ion Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.03454v1
• Date: Mon, 6 Nov 2023 19:00:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-08 18:04:00.435107
• Title: Using Boolean Satisfiability for Exact Shuttling in Trapped-Ion Quantum Computers
• Title（参考訳）: 閉じ込められたイオン量子コンピュータの正確なシャットリングに対するブール充足性の利用
• Authors: Daniel Schoenberger, Stefan Hillmich, Matthias Brandl, Robert Wille
• Abstract要約: トラップイオンはスケーラブルな量子コンピュータを構築するための有望な技術である。 本稿では, ブール充足性によるイオントラップの運動の形式化を提案する。 この形式化により、与えられた量子アルゴリズムとデバイスアーキテクチャに必要な最小の時間ステップを決定することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1066111470235462
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Trapped ions are a promising technology for building scalable quantum computers. Not only can they provide a high qubit quality, but they also enable modular architectures, referred to as Quantum Charge Coupled Device (QCCD) architecture. Within these devices, ions can be shuttled (moved) throughout the trap and through different dedicated zones, e.g., a memory zone for storage and a processing zone for the actual computation. However, this movement incurs a cost in terms of required time steps, which increases the probability of decoherence, and, thus, should be minimized. In this paper, we propose a formalization of the possible movements in ion traps via Boolean satisfiability. This formalization allows for determining the minimal number of time steps needed for a given quantum algorithm and device architecture, hence reducing the decoherence probability. An empirical evaluation confirms that -- using the proposed approach -- minimal results (i.e., the lower bound) can be determined for the first time. An open-source implementation of the proposed approach is publicly available at https://github.com/cda-tum/mqt-ion-shuttler.
• Abstract（参考訳）: トラップイオンはスケーラブルな量子コンピュータを構築するための有望な技術である。 量子ビット品質を提供するだけでなく、量子電荷結合デバイス(Quantum Charge Coupled Device, QCCD)アーキテクチャと呼ばれるモジュラーアーキテクチャも実現している。 これらのデバイス内では、イオンはトラップ全体と、ストレージ用のメモリゾーンや実際の計算のための処理ゾーンなど、様々な専用ゾーンを通して(移動)移動することができる。 しかし、この動きは必要な時間ステップでコストを発生させ、デコヒーレンスの確率を増大させ、従って最小化すべきである。 本稿では,boolean satisfiability によるイオントラップの運動の形式化を提案する。 この形式化により、与えられた量子アルゴリズムとデバイスアーキテクチャに必要な最小時間ステップを決定することができ、デコヒーレンス確率を低減できる。 実験的な評価により、提案されたアプローチを使って、最小限の結果(すなわち、下界)を初めて決定できることが確認される。 提案手法のオープンソース実装はhttps://github.com/cda-tum/mqt-ion-shuttlerで公開されている。

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