論文の概要: Arctic: A Field Programmable Quantum Array Scheduling Technique
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.06183v1
- Date: Fri, 10 May 2024 01:56:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-13 16:57:10.594951
- Title: Arctic: A Field Programmable Quantum Array Scheduling Technique
- Title（参考訳）: 北極:フィールドプログラマブル量子アレイスケジューリング技術
- Authors: Ethan Decker,
- Abstract要約: ゾーン化された中性原子アーキテクチャにおける再構成可能な結合を最適化するために設計された最初のコンパイラパスを示す。
最大カットおよび階層化クロス最小化問題として、量子ビットマッピングと運動スケジューリングにアプローチする。
Supermarq と Qasmbench から得られた様々なアルゴリズムを比較した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Advancements in neutral atom quantum computers have positioned them as a valuable framework for quantum computing, largely due to their prolonged coherence times and capacity for high-fidelity gate operations. Recently, neutral atom computers have enabled coherent atom shuttling to facilitate long-range connectivity as a high-fidelity alternative to traditional gate-based methods. However, these inherent advantages are accompanied by novel constraints, making it challenging to create optimal movement schedules. In this study I present, to the best of my knowledge, the first compiler pass designed to optimize reconfigurable coupling in zoned neutral atom architectures, while adhering to the reconfigurability constraints of these systems. I approach qubit mapping and movement scheduling as a max-cut and layered cross-minimization problem while enhancing support for spatially complex algorithms through a novel "stacking" feature that balances the qubit array's spatial dimensions with algorithmic parallelism. I compare the method across various algorithms sourced from Supermarq and Qasmbench where the compiler pass represents the first exclusively movement-based technique to achieve compilation times consistently within seconds. Results also demonstrate that the approach reduces pulse counts by up to 5x and increases fidelity by up to 7x compared to existing methods on currently available technology.
- Abstract（参考訳）: 中性原子量子コンピュータの進歩は、これらを量子コンピューティングの貴重なフレームワークとして位置づけている。
近年、中性原子コンピュータはコヒーレント原子のシャットリングを可能にし、従来のゲートベースの方法に代わる高忠実性として長距離接続を可能にしている。
しかし、これらの固有の利点は、新しい制約を伴うため、最適な運動スケジュールを作成することは困難である。
本研究は,本システムにおける再構成可能性制約を遵守しつつ,ゾーン型中性原子アーキテクチャにおける再構成可能な結合を最適化するために設計された最初のコンパイラパスについて述べる。
量子ビットアレイの空間次元とアルゴリズム並列性とのバランスをとる新しい「スタッキング」機能により、空間的に複雑なアルゴリズムのサポートを強化しつつ、最大カットおよび階層化されたクロス最小化問題として量子ビットマッピングと運動スケジューリングにアプローチする。
Supermarq と Qasmbench から得られた様々なアルゴリズムを比較して,コンパイラパスは,コンパイル時間を数秒以内で連続的に達成する最初の排他的動作ベースのテクニックであることを示す。
また,本手法はパルス数を最大5倍に減らし,既存技術に比べてフィリティを最大7倍に向上することを示した。
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