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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