Fugu-MT 論文翻訳(概要): Shuttling for Scalable Trapped-Ion Quantum Computers

論文の概要: Shuttling for Scalable Trapped-Ion Quantum Computers

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.14065v1
Date: Wed, 21 Feb 2024 19:00:04 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2024-02-23 17:21:24.948290
Title: Shuttling for Scalable Trapped-Ion Quantum Computers
Title（参考訳）: スケーラブルな1オン量子コンピュータのシャットリング
Authors: Daniel Schoenberger, Stefan Hillmich, Matthias Brandl, Robert Wille
Abstract要約: トラップイオン量子コンピュータは、高品質な量子ビットと信頼性のある量子計算のためのプラットフォームを提供する有望な可能性を示している。本稿では,デバイス内の動作操作を編成する効率的なシャットリングスケジュールを提案する。大規模QCCDデバイスであっても,ソリューションの品質と性能に関して,実証的な評価は有望な結果を示す。
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-ion quantum computers exhibit promising potential to provide platforms for high-quality qubits and reliable quantum computation. The Quantum Charge Coupled Device (QCCD) architecture offers a modular solution to enable the realization of scalable quantum computers, paving the way for practical quantum algorithms with large qubit numbers. 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, due to the decoherence of the ions' quantum states, the qubits lose their quantum information over time. Thus, the required time steps of shuttling operations should be minimized. In this paper, we propose a heuristic approach to finding an efficient shuttling schedule, which orchestrates the movement operations within the device. Given a quantum algorithm and a device architecture, the proposed algorithm produces shuttling schedules with a close-to-minimal amount of time steps for small-size QCCD architectures. Furthermore, even for large-scale QCCD devices, the empirical evaluation shows promising results with respect to the quality of the solution as well as performance.
Abstract（参考訳）: トラップイオン量子コンピュータは、高品質な量子ビットと信頼できる量子計算のためのプラットフォームを提供する有望な可能性を示している。量子電荷結合デバイス(Quantum Charge Coupled Device, QCCD)アーキテクチャは、スケーラブルな量子コンピュータの実現を可能にするモジュラーソリューションを提供する。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、イオンの量子状態の非一貫性のため、量子ビットは時間とともに量子情報を失う。したがって、シャットリング操作に必要な時間ステップを最小化する必要がある。本稿では,デバイス内の動作操作をオーケストレーションする効率的なシャットリングスケジュールを見つけるためのヒューリスティックな手法を提案する。量子アルゴリズムとデバイスアーキテクチャが与えられた後、提案アルゴリズムは、小型QCCDアーキテクチャのための最小限の時間ステップでシャットリングスケジュールを生成する。さらに, 大規模QCCD装置においても, ソリューションの品質と性能に関して有望な結果が得られた。

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