論文の概要: Spatio-Temporal Characterization of Qubit Routing in Connectivity-Constrained Quantum Processors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.00469v1
• Date: Thu, 1 Feb 2024 10:16:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-02 15:35:24.765425
• Title: Spatio-Temporal Characterization of Qubit Routing in Connectivity-Constrained Quantum Processors
• Title（参考訳）: 接続性制約量子プロセッサにおけるビットルーティングの時空間特性
• Authors: Sahar Ben Rached, Carmen G. Almudever, Eduard Alarcon, Sergi Abadal
• Abstract要約: 本研究は,3つのプロセッサトポロジ間の通信オーバーヘッドの比較分析を行った。 通信と計算の比率、平均量子ビットホットスポット性、時間的バーストネスのパフォーマンス指標によると、正方形格子配置は量子コンピュータアーキテクチャーのスケールで好適である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3230570759583702
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Designing efficient quantum processor topologies is pivotal for advancing scalable quantum computing architectures. The communication overhead, a critical factor affecting the execution fidelity of quantum circuits, arises from inevitable qubit routing that brings interacting qubits into physical proximity by the means of serial SWAP gates to enable the direct two-qubit gate application. Characterizing the qubit movement across the processor is crucial for tailoring techniques for minimizing the SWAP gates. This work presents a comparative analysis of the resulting communication overhead among three processor topologies: star, heavy-hexagon lattice, and square lattice topologies, according to performance metrics of communication-to-computation ratio, mean qubit hotspotness, and temporal burstiness, showcasing that the square lattice layout is favourable for quantum computer architectures at a scale.
• Abstract（参考訳）: 効率的な量子プロセッサトポロジを設計することは、スケーラブルな量子コンピューティングアーキテクチャを進化させる上で重要である。 通信オーバーヘッドは、量子回路の実行忠実性に影響を与える重要な要因であり、相互作用する量子ビットをシリアルSWAPゲートによって物理的に近接させ、2量子ゲートの直接適用を可能にする必然的量子ビットルーティングから生じる。 プロセッサ間のキュービット移動を特徴付けることは、SWAPゲートを最小化するためのテクニックの調整に不可欠である。 本研究は,3つのプロセッサトポロジー(star, heavy-hexagon lattice, square lattice topologies)間の通信オーバーヘッドの比較分析を行い,通信対計算比,平均量子ビットホットスポットネス,時間的バーストネスの性能指標から,正方格子レイアウトが量子コンピュータアーキテクチャに好適であることを示す。

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