論文の概要: CAMEL: Physically Inspired Crosstalk-Aware Mapping and gatE scheduLing for Frequency-Tunable Quantum Chips
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.18160v3
- Date: Wed, 09 Oct 2024 07:04:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-10 16:16:28.716867
- Title: CAMEL: Physically Inspired Crosstalk-Aware Mapping and gatE scheduLing for Frequency-Tunable Quantum Chips
- Title（参考訳）: CAMEL:周波数可変量子チップのためのクロストーク対応マッピングとgatEシェデュリング
- Authors: Bin-han Lu, Peng Wang, Zhao-yun Chen, Huan-yu Liu, Tai-ping Sun, Peng Duan, Yu-chun Wu, Guo-ping Guo,
- Abstract要約: Crosstalkは、量子コンピューティングにおける大きな障害である。
クロストークを緩和するためのCrosstalk-Aware Mapping and gatE Scheduling (CAMEL) 手法を提案する。
クロストークゲートをシリアライズするアプローチとは対照的に、CAMELはデコヒーレンスをうまく抑制する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.882878136245986
- License:
- Abstract: Crosstalk represents a formidable obstacle in quantum computing. When quantum gates are executed parallelly, the resonance of qubit frequencies can lead to residual coupling, compromising the fidelity. Existing crosstalk solutions encounter difficulties in mitigating crosstalk and decoherence when dealing with parallel two-qubit gates in frequency-tunable quantum chips. Inspired by the physical properties of frequency-tunable quantum chips, we introduce a Crosstalk-Aware Mapping and gatE Scheduling (CAMEL) approach to address these challenges. CAMEL aims to mitigate crosstalk of parallel two-qubit gates and suppress decoherence. Utilizing the features of the tunable coupler, the CAMEL approach integrates a pulse compensation method for crosstalk mitigation. Furthermore, we present a compilation framework, including two steps. Firstly, we devise a qubit mapping approach that accounts for both crosstalk and decoherence. Secondly, we introduce a gate timing scheduling approach capable of prioritizing the execution of the largest set of crosstalk-free parallel gates to shorten quantum circuit execution times. Evaluation results demonstrate the effectiveness of CAMEL in mitigating crosstalk compared to crosstalk-agnostic methods. Furthermore, in contrast to approaches serializing crosstalk gates, CAMEL successfully suppresses decoherence. Finally, CAMEL exhibits better performance over dynamic-frequency awareness in low-complexity hardware.
- Abstract（参考訳）: Crosstalkは、量子コンピューティングにおける大きな障害である。
量子ゲートが並列に実行されるとき、量子ビット周波数の共鳴は残余結合につながり、忠実さを損なう。
既存のクロストークソリューションは、周波数可変量子チップにおける2量子ビットゲートの並列処理において、クロストークとデコヒーレンスを緩和するのに困難である。
周波数可変量子チップの物理的特性に着想を得て,これらの課題に対処するためにクロストーク・アウェアマッピングとgatE Scheduling (CAMEL) アプローチを導入する。
CAMELは、平行2ビットゲートのクロストークを緩和し、デコヒーレンスを抑制することを目的としている。
CAMELアプローチは、調整可能なカプラの特性を利用して、クロストーク緩和のためのパルス補償手法を統合する。
さらに,2つのステップを含むコンパイルフレームワークを提案する。
まず,クロストークとデコヒーレンスの両方を考慮したqubitマッピング手法を提案する。
次に,クロストークのない最大の並列ゲートセットの実行を優先順位付けして,量子回路の実行時間を短縮するゲートタイミングスケジューリング手法を提案する。
CAMELのクロストーク軽減効果をクロストーク非依存法と比較した。
さらに、クロストークゲートを直列化するアプローチとは対照的に、CAMELはデコヒーレンスをうまく抑制する。
最後に、CAMELは低複雑さハードウェアにおける動的周波数認識よりも優れた性能を示す。
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